Physique Chimie - Spectroscopie

La vitesse à laquelle la lumière se propage dans le vide, environ 300 000 000 mètres par seconde.

La longueur d'onde est la distance entre deux crêtes successives d'une onde, tandis que le nombre d'onde est l'inverse de la longueur d'onde, exprimé en cm⁻¹.

La période est le temps qu'il faut à une onde pour effectuer un cycle complet, tandis que la fréquence est le nombre de cycles par seconde, mesuré en Hertz (Hz).

Einstein a proposé que la lumière se compose de paquets d'énergie appelés photons.

L'énergie d'un photon est proportionnelle à la fréquence de l'onde, et la constante de Planck (h) représente la proportionnalité. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie du photon est grande.

Le spectre électromagnétique est divisé en différentes régions en fonction de la longueur d'onde du rayonnement. La partie visible est une petite partie du spectre située entre l'ultraviolet (UV) et l'infrarouge (IR).

L'absorption de la lumière par une substance est le phénomène où la substance absorbe certaines longueurs d'onde de la lumière, tandis que les autres sont transmises ou réfléchies. Cela conduit à la création du spectre d'absorption de la substance.

La transmittance est la mesure de la quantité de lumière qui traverse une substance sans être absorbée. Elle est exprimée en pourcentage de la lumière incidente qui est transmise.

L'absorbance est une mesure de la quantité de lumière absorbée par une substance. Elle est proportionnelle à la concentration de la substance et à la longueur du trajet optique.

Le spectre d'émission de l'hydrogène obtenu par Balmer en 1885, montrant des raies distinctes dans le domaine visible.

Un spectrophotomètre est un appareil qui mesure l'absorption ou la transmission de la lumière par une substance à différentes longueurs d'onde. Il est utilisé en spectroscopie pour identifier et quantifier les substances.

En mécanique quantique, les niveaux d'énergie des atomes et des molécules ne sont pas continus, mais quantifiés. Cela signifie qu'ils ne peuvent prendre que des valeurs discrètes spécifiques.

La constatation que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme une particule, connue sous le nom de photon.

En 1924, Louis de Broglie propose que la dualité onde-corpuscule s'applique également à la matière, ce qui implique que les particules en mouvement sont associées à des ondes de matière.

La longueur d'onde d'une onde de matière est inversement proportionnelle à la quantité de mouvement de la particule associée.

Une fonction mathématique qui décrit la probabilité de présence d'une particule en un point de l'espace.

Le principe énoncé par Heisenberg en 1927 selon lequel il est impossible de déterminer avec précision et simultanément la position et la vitesse d'une particule.

L'équation de Schrödinger, une équation fondamentale de la mécanique quantique qui décrit l'évolution dans le temps d'un système quantique.

L'équation de Schrödinger ne peut être résolue analytiquement que pour des systèmes simples, tels que l'atome d'hydrogène ou l'ion moléculaire H2+. Pour des systèmes plus complexes, des méthodes d'approximation sont nécessaires.

Le résultat de la résolution de l'équation de Schrödinger, qui fournit les niveaux d'énergie et les fonctions d'onde possibles pour un système quantique.

L'absorbance est une mesure qui quantifie la quantité de lumière absorbée par une substance. Elle est définie comme le logarithme négatif de la transmittance.

La transmittance est le rapport entre l'intensité de la lumière transmise à travers un échantillon et l'intensité de la lumière incidente.

La loi de Beer-Lambert décrit la relation entre l'absorbance d'une solution, la concentration de l'analyte et la longueur du trajet optique du faisceau lumineux.

L'absorbance est additive. Si plusieurs espèces absorbent la lumière à une longueur d'onde donnée, l'absorbance totale est la somme des absorbances de chaque espèce.

La spectrométrie d'absorption moléculaire est une technique analytique quantitative qui mesure la concentration d'un composé dissous dans une solution en utilisant la loi de Beer-Lambert.

L'approximation de Born-Oppenheimer sépare le mouvement des électrons de celui des noyaux plus lourds, en considérant que les noyaux sont fixes. Cette séparation permet de simplifier le calcul des niveaux d'énergie.

Le modèle quantique prédit que les molécules, comme les atomes, ne peuvent exister que dans des états d'énergie discrets (quantifiés), avec des valeurs d'énergie définies. Ces états sont caractérisés par des nombres quantiques tels que n, v et J, qui décrivent respectivement les niveaux électroniques, vibrationnels et rotationnels.

L'énergie électronique est due à l'arrangement des électrons autour des noyaux. L'énergie vibrationnelle est due aux mouvements vibratoires des atomes au sein de la molécule. L'énergie rotationnelle est due à la rotation de la molécule autour d'un axe.

Les transitions électroniques impliquent des changements dans la configuration électronique de la molécule. Elles sont associées à l'absorption ou l'émission de photons dans le domaine UV-visible.

Les transitions vibrationnelles impliquent des changements dans les modes de vibration des liaisons chimiques au sein de la molécule. Elles correspondent à l'absorption ou l'émission de photons dans le domaine infrarouge.

Les transitions rotationnelles impliquent des changements dans la façon dont la molécule tourne dans l'espace. Elles correspondent à l'absorption ou l'émission de photons dans le domaine des micro-ondes.

L'absorption est un processus par lequel une molécule absorbe un photon de lumière et passe d'un état de basse énergie à un état d'énergie plus élevée.

L'émission est un processus par lequel une molécule excitée émet un photon de lumière et passe d'un état d'énergie plus élevé à un état de basse énergie.

La diffusion se produit lorsqu'un photon de lumière interagit avec une molécule, changeant sa direction sans nécessairement changer son énergie (diffusion élastique) ou en changeant son énergie (diffusion inélastique).

Un spectre de raies est un graphique qui représente l'intensité de la lumière absorbée ou émise en fonction de la fréquence. Il révèle les niveaux d'énergie discrets de la molécule et peut être utilisé pour identifier et caractériser les molécules.

Le coefficient d'extinction molaire représente l'efficacité d'une substance à absorber la lumière à une longueur d'onde donnée.

La longueur du trajet du faisceau lumineux est la distance que traverse le faisceau à travers la solution.

La spectroscopie est l'étude de l'interaction de la matière avec le rayonnement électromagnétique. Cela permet d'identifier et de quantifier les composants d'un échantillon.

Le spectre électromagnétique englobe toutes les fréquences possibles du rayonnement électromagnétique.

Les ondes électromagnétiques présentent une nature double : ondulatoire et corpusculaire.

Différentes régions du spectre électromagnétique induisent différentes transitions dans la matière, révélant des informations sur la structure moléculaire.

La RMN (résonance magnétique nucléaire) est une technique de spectroscopie nucléaire qui explore l'interaction des noyaux atomiques avec un champ magnétique, permettant d'obtenir des informations sur la structure moléculaire.

La RPE (résonance paramagnétique électronique) est une technique de spectroscopie qui exploite l'interaction entre les électrons non appariés et un champ magnétique, fournissant des informations sur la structure moléculaire et les propriétés des radicaux libres.