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spectre IR H2O

présentation des différents modes de vibration de la molécule d'eau. Explication de son spectre d'absorption IR.

 

Différents modes de vibration moléculaires de la molécule d'eau


On distingue six modes de vibration moléculaires représentés sur le schéma ci-dessous puis décrits :



Remarque: l'atome d'oxygène est représenté par le disque rouge, chaque atome d'hydrogène par un disque blanc.
  • les vibrations d'élongation symétriques : les atomes liés s'approchent ou s'éloignent de façon symétrique; en anglais, symmetric stretching vibrations.
 
  • les vibrations d'élongation antisymétriques: de même mais cette fois-ci lorsqu'une liaison est comprimé, l'autre est étiré; en anglais,  antisymmetric stretching vibrations.
  • les vibrations de déformation d'angle avec rotation dans le plan; les liaisons tournent dans le même plan et dans le même sens; en anglais, in-plane rocking vibrations.
  • les vibrations de déformation d'angle avec cisaillement dans le plan; les liaisons ont un mouvement de rotation dans le même plan mais en sens contraire; en anglais, in plane scissoring vibrations.
  • les vibrations de déformation d'angle avec balancement hors du plan; les liaisons ont un mouvement de va-et-vient symétrique en-dehors du plan; en anglais, out-of-plane wagging vibrations.
  • les vibrations de déformation d'angle avec torsion hors du plan; les liaisons ont un mouvement de va-et-vient antisymétrique en-dehors du plan; en anglais, out-of-plane twisting.

Transitions efficaces en IR - présentation du spectre IR de l'eau
Les transitions entre états d'énergie vibrationnels sont efficaces dès lors qu'il y a variation du moment dipolaire de la molécule. C'est le cas pour les vibrations d'élongation antisymétriques, les vibrations de déformation d'angle avec rotation dans le plan ; vibrations de déformation d'angle avec balancement hors du plan.
On distingue trois bandes d'absorption sur le spectre IR de l'eau:
  • à 3756 cm-1 pour les vibrations d'élongation antisymétriques;
  • à 3652 cm-1pour les vibrations de déformation d'angle avec balancement hors du plan.
  • à 1595 cm-1pour les vibrations de déformation d'angle avec rotation dans le plan.

Lien utile : http://wwwarpe.snv.jussieu.fr/td_2_fr/geo.html