Liaison C-C intensité faible en IR?

[am13]

Bonjour, pourquoi la liaison C-C a-t-elle une intensité relativement faible en spectroscopie IR? Comment cela peut s'expliquer ? Merci à tous.
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[ChemHelp]

Parce que la vibration est très faible. Les différentes "vibration" : étirement symétrique, étirement antisymétrique, cisaillement, bascule, agitation, torsion peuvent se faire plus facilement sur des atomes terminaux. Jette un oeil aux gifs de ce lien : https://fr.wikipedia.org/wiki/Spectroscopie_infrarouge

[am13]

merci pour ta réponse mais du coup, pourquoi la vibration est faible ? En lisant ton lien, je suis tombé sur une info qui je pense explique mon problème (mais j'ai pas compris
"Afin qu'un mode vibrationnel dans une molécule soit actif dans l'infrarouge, il doit être associé à des modifications du dipôle permanent"..
Je ne voit pas le lien entre la variation du moment dipolaire lors d'un mouvement vibro-rotationnel et l'éventuelle absorption d'énergie incidente...

[ChemHelp]

Le dipôle permanent résulte d'une asymétrie de la répartition électronique. Entre un carbone et un carbone, la répartition électronique est relativement similaire. Entre un carbone et un hydrogène par exemple, non (différence d'électronégativité des deux atomes).

[A voir en vidéo sur Futura]

[am13]

oui ça j'ai bien compris mais ce que je ne comprends pas, c'est le rapport entre le fait que lors de la vibration, µ reste inchangé et le fait que l'énergie ne soit pas absorbée... La différence d'énergie correspondant à la transition éventuelle est fonction de µ ?

[moco]

Pour que la radiation IR soit absorbée, il faut qu'il y ait une variation du moment dipolaire. La liaison C-C n'a pas de moment dipolaire si elle fait partie d'un hydrocarbure simple. Elle en a un faible si l'un de ces Carbones est lui-même lié à un atome électronégatif (par exemple). N'oublie pas que la radiation infra-rouge est un champ électrique oscillant à haute fréquence (et même électromagnétique).

[am13]

Bonjour moco, c'est justement cette phrase que je ne comprends pas "Pour que la radiation IR soit absorbée, il faut qu'il y ait une variation du moment dipolaire."

[ChemHelp]

Oui, regarde la formule de lien : https://wikimedia.org/api/rest_v1/me...365db63fb4acc5 (je ne sais pas comment insérer du LaTeX ici)

[am13]

Dans la formule du lien, µ = masse réduite donc ça n'a pas de lien avec le moment dipolaire.
En fait, si on considère une molécule avec une liaison en vibration, il a bien fallu qu'elle absorbe de l'énergie pour vibrer donc même si son moment dipolaire ne varie pas, je ne vois pas pourquoi cela "l'empêcherait" d'absorber de l'énergie dans le domaine IR...
En cherchant, je trouve en effet partout la même phrase que celle de moco, à savoir, pour qu'une vibration soit active en IR, il faut une variation du moment dipolaire mais ce n'est expliqué nulle part pourquoi...

[moco]

Tu comprendras peut-être mieux avec une image. Imagine une balançoire avec un enfant dessus. Tu veux augmenter l'amplitude de l'oscillation. Tu pousses depuis derrière en donnant des petits coups qui sont en phase avec le mouvement naturel de la balançoire. Au bout de quelques à-coups de ce genre donnés au bon moment, la balançoire a gagné de l'énergie. On peut dire qu'elle a absorbé de l'énergie. Mais elle ne le fait que si le rythme de l'adulte correspond à celui de la balançoire.

Tu remplaces maintenant l'enfant sur sa balançoire par un dipôle fait d'un atome A chargé moins lié à un atome B chargé plus. Tu imagines maintenant un rayon lumineux dont la direction est perpendiculaire à l'axe AB, et qui passe tout près de AB. C'est comme s'il état formé d'une très longue corde immatérielle tendue le long de l'axe perpendiculaire à AB. Au repos la corde ne vibre pas et ne produit aucun effet sur AB. Tout à coup, quelqu'un lance sur la corde un dipôle formé d'un manchon porteur d'une charge négative d'un côté de la corde et d'une charge positive de l'autre. C'est un rayon de lumière. Ce manchon glisse très vite le long de la corde et disparaît à l'horizon. Mais quand il arrive près de AB, A est attiré vers le pôle plus et B vers le pôle moins du manchon. Si on met plusieurs manchons en série sur la corde, accrochés comme des wagons d'un train, l'effet cumulatif est de faire vibrer la molécule AB plus qu'avant, si le rythme de passage des manchons est adapté à celui de la vibration AB. On dit que le dipôle AB a absorbé de l'énergie du rayon incident.

Mais si A et B sont identiques, aucun des atomes, supposés ponctuels, ne sera ni attiré ni repoussé par le dipôle passant le long de la corde. Donc aucune absorption d'énergie.

Il ne faut pas prendre trop au sérieux mon histoire de manchon et de corde. Ce n'est qu'une image qui me vient à l'esprit. On peut sans doute l'améliorer. Elle a le désavantage fondamental d'être de nature classique, alors que l'absorption d'un photon est un phénomène quantique, donc instantané. Mais j'espère que cela t'aidera à comprendre pourquoi il faut qu'une liaison soit dipolaire pour absorber un rayon lumineux.

[HarleyApril]

Bonsoir

Pour une description un peu plus quantique, tu peux aller voir :
1.2. L'oscillateur harmonique en mécanique quantique
http://culturesciences.chimie.ens.fr/node/754

Cordialement

[am13]

merci moco d'avoir pris le temps, c'est en effet très clair. J'ai compris
a+

[am13]

bonjour, en lisant divers documents sur la spectro IR pour les molécules, je suis tombé sur ce qui est appelé "règle de sélection", à savoir qu'il y a absorption d'une radiation si et seulement si le moment dipolaire de la molécule varie.
Par ex, pour le CO2, la vibration symétrique n'est pas détectable en IR. Ma question, c'est : du coup, qu'est-ce qui se passe pour elle quand la radiation IR l'atteint avec la bonne fréquence ? Elle vibre mais n'absorbe pas d'énergie?
Autre chose qui peut sembler bête: comment une radiation peut-elle engendrer une vibration antisymétrique ? Pour moi, si les liaisons sont identiques, leur réponse à une même vibration sera forcément identique...
Merci d'avance

[ChemHelp]

Il existe une autre spectroscopie appelée spectroscopie Raman, qui vient compléter la règle de sélection. Ce qui n'est pas visible en IR l'est en Raman.