Relation entre force de liaison et nombre d'onde

[Paul S]

Bonjour à tous,

J'aimerais savoir sur un spectre IR où sont les liaisons fortes.
D'instinct, j'ai posé que :
E=hµ=hc*1/lambda.
Si une liaison est forte, il faudra de l'énergie pour la rompre et si E augmente, il faut que le nombre d'onde (sigma=1/lamdba) augmente. Si on transfert ça sur un spectre IR, ou le nombre d'onde est en abscisse (de droite à gauche), ça veut dire que les liaisons les plus fortes sont à gauche (nombre d'onde élevé).

Je suis pas vraiment certain que ce soit juste : les liaisons ayant un nombre d'onde faible (droite du spectre) sont les vibration du squelette d'une molécule organique, je les dirai plus forte que les liaisons fonctionnelles (après ce sont peut être des modes de vibration différent, genre pas du streching)

D'un autre coté, si on regarde sur une table, on a (en streching pour les deux)
alcool : 3400/3200
acide : 3300/2500
donc la liaison acide serait plus faible que la liaison alcool avec mon raisonnement (ce qui colle avec les pka).

Pour résumé : plus une liaison est forte, plus elle est a droite/gauche du spectre IR ?
Si les liaisons fortes sont a gauche (haut nombre d'onde) pourquoi les liaisons fonctionnelles sont plus fortes que les liaisons du squelette de la molécule.

Merci d'avance.

(PS : si on fait une analogie avec un ressors, ça a l'air de marcher aussi : deux ressors, un fort (avec une constante de raideur grande) et un faible (constante faible), de même longueur et ayant une poids de même masse accrocher au bout. Si on les étire d'une même longueur, le fort aura des oscillations beaucoup plus rapides que le faible, et donc une fréquence et un nombre d'onde élevé. Du coup, liaison forte <=> nombre d'onde élevé <=> à gauche du spectre ?)
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[moco]

Ce que tu dis n'est pas vraiment faux, ni vraiment juste. En effet la position d'un pic dans le spectre IR ne dépend pas directement de la force de la liaison.
Elle dépend de la constante de force du ressort que forme la liaison. Et une liaison A-B peut être forte. Mais la constante de force du ressort A-B dépend des autres atomes liés à A et à B. Et il y a aussi la masse réduite de A et B liés aux autres atomes qui intervient.

C'est plus facile de raisonner sur les liaisons A-H, car H n'est lié à aucun autre atome.
L'énergie de liaison seule n'est pas un bon critère, car rien que pour C-H, elle varie dans de grandes proportions. Elle vaut 435 kJ/mol dans CH4. Mais pour le H central du propane, elle vaut 355 kJ/mol. Songe que la liaison N-H vaut en moyenne 390 kJ/mol, et celle O-H de 463 kJ/mol.

La masse réduite est un meilleur critère pour comparer les positions des pics IR.
Exprimée en unité de masse atomique, la masse réduite de CH vaut 0.923. Celle de NH vaut 0.933. Et celle de OH vaut 0.941. La corrélation avec les pics d'élongation IR est meilleure, puisque, selon Roberts et Caserio, le pic C-H est de 2900 ± 50 cm-1, celui de NH vaut 3400 ± 100 cm-1. Et celui de OH non lié par liaison hydrogène est de 3600 ± 50 cm-1.
La proportionnalité est bien meilleure.

[Paul S]

Bonjour, merci pour ta réponse.
J'aurais du préciser que dans mon cas, je m’intéresse à atome équivalent (donc masse réduite identique). Je m'intéresse au déplacement en IR d'une liaison metal ligand.

par exemple deux complexe :
L-M-PR3
L-M-CO (plus deux ligands spectateurs)

CO est plus pi accepteur que PR3, et fera donc plus de rétrodonnation. PR3 faisant moins de rétrodonnation, la liaison L-M de L-M-PR3 sera plus forte que pour le deuxième complexe (non ?). Et je voudrais savoir comment ça se traduirait sur le spectre IR au niveau de la liaison L-M

[Paul S]

Je me permets de up le topic, n'ayant pas la solution

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