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TECHNIQUES SPECTROSCOPIQUES D’ANALYSE

INTRODUCTION GENERALE A LA SPECTROSCOPIE • La spectroscopie est l’étude de l’interaction entre la matière et les radiations électromagnétiques. • Si la matière absorbe de l’énergie, il s’agit de spectroscopie d’absorption.

Principaux Types de spectroscopie

Pour les atomes : • Spectroscopie d’absorption atomique (aussi appelée spectres atomiques ou spectres de raies); elle implique une excitation électronique.Pour les molécules : • Spectroscopie micro-ondes : excitation rotationnelle. • Spectroscopie infrarouge et Raman : excitation vibrationnelle et rotationnelle. • Spectroscopie ultraviolette et visible : excitation électronique accompagnée de modifications vibrationnelles et rotationnelles. • Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire : excitation de noyaux atomiques magnétiques dans un champ magnétique, induite par une radiation rf. • Spectrométrie de masse : bombardement des molécules par des électrons d’énergie moyenne et détermination de la distribution et de la masse des fragments chargés résultants ; ces transformations ne sont pas réversibles.

Onde électromagnétique

Une onde électromagnétique est un champ magnétique et un champ électrique. • Longueur d’onde () = longueur d’une onde • Nombre d’onde ( ) = nombre d’ondes par unité de longueur • Fréquence () = nombre de vibrations par unité de temps • Ces paramètres sont liés entre eux par les relations : = c/ &  = 1/ •  : Longueur d’onde, en m, cm,…nm. •  : Fréquence spatiale, en s^-1. = 1/ , nombre d’onde en cm^-1 si  est en cm. Dans le vide, la vitesse est c = . (c = 2,998.10⁸ ms-¹). • Dans un milieu quelconque, la vitesse est v. avec c/v = n. (n : indice de réfraction du milieu). • Les unités de longueur d’onde sont par ailleurs les suivantes : •

L’Angströn (Å) = 10^-10m = 10^-8cm

• Le micromètre (mm) ou micron (m) = 10^-6m • Le nano-mètre (nm) = 10^-3micron = 10^-9m • • La fréquence s’exprime en vibrations par seconde ou en cycles par seconde (c/s), l’unité correspondante étant connue sous le nom de Hertz (Hz); de même on emploie souvent, le mégacycle par seconde ou mégahertz avec MC/s = MHz = 10⁶ c/s. dans le domaine des microondes, par exemple, où la longueur d’onde est de l’ordre du centimètre, on a : • = 1cm^-1 et n = 3 x 1010 c/s = 30 000 Mc/s.