13.5 : Spectre infrarouge

Lorsque le rayonnement infrarouge (IR) traverse une molécule, les liaisons s'étirent ou se courbent en absorbant le rayonnement. Cette absorption crée le spectre d'absorption de la molécule, qui est le tracé de son pourcentage de transmission par rapport au nombre d'ondes.

La transmission est définie comme le rapport entre la puissance radiante traversant un échantillon et celle de la source du rayonnement. En multipliant la transmission par 100, on obtient le pourcentage de transmission (%T), qui varie entre 100 % (aucune absorption) et 0 % (absorption complète). Lorsque le rayonnement IR traverse une molécule, une transmission de 100 % indique que la molécule n'a absorbé aucune énergie. Inversement, des valeurs de pourcentage de transmission plus faibles suggèrent que la molécule a absorbé une certaine énergie, ce qui nous permet d'obtenir le spectre IR. Chaque pic pointant vers le bas dans le spectre est appelé bande d'absorption. Habituellement, la position de la bande d'absorption dans le spectre IR est indiquée à l'aide de valeurs de nombre d'ondes ou de fréquence. Dans le spectre IR, les valeurs de nombre d'ondes varient de 400 à 4000 cm^-1.

Dans le spectre IR, les signaux du côté gauche correspondent à des radiations de plus haute énergie et de plus haute fréquence, tandis que ceux du côté droit désignent des radiations de basse énergie et de basse fréquence. En fonction de leur forme et de leur intensité, ces signaux sont classés comme forts, moyens, faibles, larges ou nets.

Le spectre IR peut être divisé en deux régions principales. La région du groupe fonctionnel ou région diagnostique est la partie gauche des deux tiers du spectre. Les bandes d'absorption correspondant à la plupart des groupes fonctionnels peuvent être observées dans cette zone. Le côté droit du spectre est appelé région d'empreinte digitale. Semblable à l'empreinte digitale des individus, cette région est unique à chaque composé. La région diagnostique d'un spectre infrarouge est dominée par les vibrations d'étirement des liaisons, tandis que la région d'empreinte digitale est caractérisée par des vibrations plus complexes comme le basculement, la flexion et la torsion des liaisons. Bien que deux composés puissent contenir le même groupe fonctionnel, ils présenteront un motif unique dans la région d'empreinte digitale en raison des différences dans leur environnement chimique.