Comprendre l'activité IR
La spectroscopie infrarouge (IR) est une technique puissante pour identifier et caractériser les molécules. Il fonctionne en brillant le rayonnement IR sur un échantillon. Certaines molécules absorberont des fréquences spécifiques de rayonnement IR, ce qui fait vibrer leurs liaisons. Ces vibrations sont quantifiées, ce qui signifie qu'elles ne peuvent se produire qu'à des niveaux d'énergie spécifiques. Le motif des fréquences absorbés est unique à chaque molécule, agissant comme une "empreinte digitale" pour l'identification.
l'exigence de clé:un moment dipolaire changeant
Pour qu'une molécule soit IR active, elle doit avoir un moment dipolaire de changement pendant sa vibration. Voici pourquoi:
* Moment dipolaire: Un moment dipolaire survient lorsqu'il y a une distribution inégale de la densité électronique dans une molécule. Cela crée une séparation de charge positive et négative, formant un dipôle.
* Modification du moment dipolaire: Pour qu'une molécule absorbe le rayonnement IR, la vibration doit provoquer un changement dans ce moment dipolaire.
ammoniac (NH₃) et son activité IR
1. Structure moléculaire: L'ammoniac a une forme pyramidale trigonale, avec l'atome d'azote à l'apex et trois atomes d'hydrogène à la base. Cette structure le rend polaire.
2. Modes vibratoires: L'ammoniac a quatre modes vibrationnels fondamentaux. Ces modes impliquent des étirements et des flexions des liaisons N-H:
* Stretch symétrique: Les trois liaisons N-H s'étendent à l'unisson. Cette vibration ne fait pas Changez le moment dipolaire, il est donc ir inactif .
* Stretch asymétrique: Deux obligations N-H s'étendent tandis que le troisième se contracte. Cette vibration change Le moment dipolaire, ce qui le rend ir actif .
* Scissoring: Deux liaisons N-H se plient dans la même direction, l'azote restant stationnaire. Cette vibration change Le moment dipolaire, ce qui le rend ir actif .
* Rocking: Les deux liaisons N-H se plient dans des directions opposées. Cette vibration change Le moment dipolaire, ce qui le rend ir actif .
Conclusion
Par conséquent, l'ammoniac (NH₃) est actif IR car trois de ses quatre modes vibrationnels fondamentaux provoquent un changement dans le moment dipolaire de la molécule . Cela permet à l'ammoniac d'absorber des fréquences spécifiques de rayonnement IR, qui peuvent être utilisées pour l'identification et l'analyse.
