Spectroscopies infra-rouge et Par résonance Magnétique Nucléaire
|
|
- Albert Primeau
- il y a 7 ans
- Total affichages :
Transcription
1 Spectroscopies infra-rouge et Par résonance Magnétique Nucléaire Extrait du programme : «II. 1. Notions de spectroscopie IR et RMN ; détermination de structures. Les connaissances contenues dans ce paragraphe ne peuvent en aucun cas faire l objet d une épreuve d évaluation à l écrit comme à l oral. Les méthodes présentées doivent être considérées comme des outils indispensables à la détermination des structures moléculaires et sont utilisées tout au long de l année. Des tables de données (fréquences IR, déplacements chimiques en RMN) sont utilisées pour la détermination de structures simples. Principe de la spectroscopie IR : notions qualitatives élémentaires sur les modes normaux de vibration moléculaire. Les bandes caractéristiques des principaux groupes fonctionnels sont présentées. Principe de la spectroscopie RMN du proton : notion de déplacement chimique du proton, couplage spin-spin, constante de couplage, intégration. L existence du spin nucléaire est admise. On se limite à introduire la RMN comme l interaction de moments magnétiques classiques avec le champ magnétique externe imposé. Les équations de Bloch et la précession de Larmor sont strictement hors programme. Toute notion de diastéréotopie est hors programme. On se limite à la RMN du proton et aux couplages du premier ordre AmXp et AMmXp : toute dérive théorique et/ou calculatoire est exclue. Aucune valeur caractéristique de déplacement chimique ou de constante de couplage n est exigible.» I. Niveaux d énergie moléculaire... 2 I.1 Energie moléculaire... 2 I.2 Interaction entre matière et rayonnement électromagnétique... 2 I.2.1 Le rayonnement électromagnétique... 2 I.2.2 Transitions entre niveaux d énergie... 3 I.2.3 Les différentes spectroscopies... 3 II. Spectroscopie infrarouge de vibration... 4 II.1 Degrés de liberté de vibration II.2 Cas d une molécule diatomique... 4 II.2.1 Traitement en mécanique classique... 4 II.2.2 traitement en mécanique quantique... 5 II.3 Cas d une molécule polyatomique... 6 II.4 Molécules organiques complexes... 6 II.4.1 Analyse de spectre... 7 III. La spectroscopie RMN III.1 Moment magnétique du noyau : III.2 Interaction du noyau avec un champ magnétique extérieur : III.3 Transition entre deux niveaux d énergie (en présence de B0) : III.4 Le dispositif expérimental : III.5 Etude de spectres RMN 1 H : III.5.1 Description d un spectre : III.5.2 Equivalence chimique de certains hydrogènes : III.6 La multiplicité des signaux : structure fine III.6.1 Le couplage AXp : III.6.2 Le couplage AMX IV. Procédure d analyse de produits : V. Exemples VI. Conclusion : PC-PC* Page 1 sur 35
2 I. Niveaux d énergie moléculaire I.1 Energie moléculaire La molécule est constituée d électrons et de noyaux atomiques. Son énergie peut s exprimer ainsi : E moléculaire = E translation + E électronique + E vibration + E rotation Les énergies de translation, de vibration et de rotation sont liées aux mouvements des noyaux atomiques. L énergie électronique est liée principalement aux interactions électrostatiques entre électrons et noyaux atomiques, ainsi qu aux mouvements des électrons, supposés, en première approximation, indépendants de ceux des noyaux (grande différence de masse). L énergie de translation est liée à l agitation moléculaire (terme en kt) et peut prendre, de manière continue, toutes les valeurs possibles. Les énergies électronique, de vibration et de rotation ne peuvent prendre que des valeurs discrètes et sont alors dites quantifiées. La figure ci-dessous représente, de manière qualitative la disposition des niveaux d énergie moléculaire, limitée aux énergies quantifiées : E = E électronique + E vibration + E rotation Energie moléculaire 1 niveau électronique excité niveau de rotation niveau de vibration niveau électronique fondamental On remarque sur le diagramme que l écart entre deux contributions électroniques est plus important que celui entre deux contributions vibrationnelles, lui-même plus important que celui entre deux contributions rotationnelles. I.2 Interaction entre matière et rayonnement électromagnétique I.2.1 Le rayonnement électromagnétique Un rayonnement électromagnétique est caractérisé par une longueur d onde λ, associée à l énergie d un photon E = hc/λ, une fréquence ν = c/λ (exprimée en Hz), et à un nombre d onde σ = 1/λ (souvent exprimé en cm -1 ). Plus la longueur d onde est élevée, plus l énergie d un photon lumineux est basse. PC-PC* Page 2 sur 35
3 I.2.2 Transitions entre niveaux d énergie Une molécule peut changer de niveau énergétique par absorption ou émission d un photon. Dans les deux cas la variation énergétique s écrit : ΔE = hν = hc/λ = hcσ niveau 2 absorption émission E niveau 1 I.2.3 Les différentes spectroscopies Selon la nature de rayonnement utilisé, on effectuera donc des transitions entre niveaux énergétiques de types différents. - Rayons X : énergie supérieure à 1000 kj/mol, on casse les liaisons covalentes de la molécule - UV-visible (vu en TP) : il s agit de transitions d énergie plus faible, permettant un changement de niveau électronique de valence. On parle de transition électronique. Dans une molécule, la présence des niveaux énergétiques due aux mouvements des noyaux entraîne fait qu un changement de niveau électronique peut se faire sur une toute une plage d énergies et donc de longueurs d onde. Les spectres d émission ou d absorption électronique ont donc l allure de spectres de bandes (cf TP de chimie). Dans les atomes, les niveaux de vibration ou de rotation n existent pas, et les spectres d émission ou d absorption sont des spectres de raies (cf TP de Physique). - Infrarouge : ΔE plus faible encore. On modifie l état vibrationnel de la molécule. On parle de transition vibrationnelle. - micro-onde : encore plus faible en énergie, on modifie l état rotationnel de la molécule. - résonance magnétique nucléaire (RMN) : radiofréquence (ΔE = 10-3 J mol -1, λ=100 m), mais nécessite un champ magnétique extérieur. Il s agit d une transition du spin du noyau. spectroscopie Ordre de grandeur de ΔE (en kj.mol -1 ) Niveaux concernés Rayons X 1000 kj.mol -1 Transitions électroniques UV-Visible Qqs 100 kj.mol -1 Transitions électroniques Infra Rouge = IR kj.mol -1 Transitions vibrationnelles Micro-onde 0,5 kj.mol -1 Transitions rotationnelles Résonance Magnétique nucléaire =RMN kj.mol -1 Transitions nucléaires PC-PC* Page 3 sur 35
4 II. Spectroscopie infrarouge de vibration Document de cours MathSpé PC II.1 Degrés de liberté de vibration. Dans une molécule, l énergie liée aux mouvements des noyaux s écrit : E noyaux = Etranslation + Evibration+ Erotation Si la molécule comprend N atomes, les mouvements des noyaux peuvent être décrits au moyen de 3N variables (correspondant aux coordonnées spatiales des atomes). Sur ces 3N degrés de liberté, 3 représentent la translation de la molécule (coordonnées du centre de masse de la molécule) et 3 représentent sa rotation (angles d Euler, rencontrés dans le cours de SI de la première période de Sup). Si la molécule est linéaire, il y a seulement deux degrés de liberté de rotation. Il reste donc 3N-6 degrés de liberté, qui décrivent des mouvements de vibration moléculaire, où la molécule se déforme. On a seulement 3N-5 degrés de liberté si la molécule est linéaire. II.2 Cas d une molécule diatomique II.2.1 Traitement en mécanique classique Dans une molécule diatomique, on a donc, d après ce qui précède, un degré de liberté de vibration (3x2-5 =1), qui est l oscillation de la distance interatomique, notée r, autour d une distance d équilibre r e. La molécule diatomique AB donc peut être modélisée classiquement par un système oscillant de deux masses m A et m B, selon le schéma ci-dessous : m A m B r e Il est possible de tracer la variation de l énergie potentielle de la molécule en fonction de r. Cette courbe est appelée courbe de Morse et a l allure suivante : Si l on se place au voisinage de la distance d équilibre r e (faibles distorsions), la courbe peut être considérée comme une parabole et l énergie potentielle comme celle d un oscillateur harmonique de constante de raideur k : Ep = ½ k(r-r e)² = ½ k x² On peut donc appliquer au système les résultats de la mécanique classique d un oscillateur harmonique, pour le système de deux points matériel que constitue la molécule. Cet oscillateur présente une fréquence propre de vibration ν mol, dont la valeur est donnée par la loi de Hooke : PC-PC* Page 4 sur 35
5 ν mol= Document de cours MathSpé PC k avec μ la masse réduite ma mb La loi de Hooke permet donc de conclure que, pour un même couple d atomes, la fréquence de vibration augmente avec k, et donc avec la force de la liaison. Ce traitement classique ne permet néanmoins pas une description physique complète de ce système atomique, qui ne peut être effectuée que par un traitement quantique. II.2.2 traitement en mécanique quantique Il est possible d écrire une équation de Schroedinger propre à un oscillateur harmonique et de la résoudre exactement. Dans le cas d une molécule diatomique, on peut montrer que les niveaux d énergie de la molécule diatomique peuvent se mettre sur la forme : E n= (n+1/2)hν mol Dans cette relation, n est un entier positif ou nul et ν mol la fréquence propre «classique» donnée par la loi de Hooke (résultat qui n a rien d évident au départ). On obtient donc une série de niveaux d énergie vibrationnels équidistants entre de la valeur hν mol. E n = 3 n = 2 n = 1 n = 0 E = h mol E = h mol E = h mol La mécanique quantique fournit également deux résultats fondamentaux : 1) Condition d émission et d absorption : pour qu il puisse se produire une transition de vibration par émission ou absorption lumineuse, une molécule doit posséder un moment dipolaire permanent. Ceci ne pourra donc être observé que sur des molécules diatomiques hétéronucléaires. On ne peut donc pas étudier par spectroscopie d absorption infrarouge des molécules diatomiques symétriques comme O 2 ou N 2, il faut utiliser des spectroscopies de nature différente, comme la spectroscopie Raman. 2) Règle de sélection : en émission ou absorption, les seules transitions vibrationnelles permises sont celles dans lesquelles : Δn = -1 (émission : passage au niveau inférieur); Δn = +1 (absorption : passage au niveau supérieur). En conséquence de la règle de sélection, on n observe donc qu une seule fréquence possible d absorption, qui est ν mol et un nombre d onde σ = ν mol/c Exemple : pour la molécule diatomique hétéronucléaire de monoxyde de carbone CO, on observe une bande d absorption dans l infrarouge de nombre d onde σ = 3160 cm -1. On obsrve une bande et non une raie à cause de la présence de niveaux rotationnels. Remarque importante : pour un même couple d atomes (μ constant), si k augmente, le nombre d onde σ augmente. Cette grandeur est donc directement liée à la force de la liaison. PC-PC* Page 5 sur 35
6 II.3 Cas d une molécule polyatomique On a dans ce cas 3N-6 ( ou 3N-5) mouvements collectifs de déformation, appelés modes de vibration. A chaque mode de vibration correspond une fréquence caractéristique de vibration, qui provoque une absorption dans l infrarouge si le mouvement entraîne une variation du moment dipolaire. de la molécule. Si on prend comme exemple la molécule d eau H 2O. On observe 9-6 = 3 modes de vibration, et donc trois fréquences de vibration infrarouge. Les modes de vibration et les nombres d onde des maximas d absorption correspondants sont indiqués ci-dessous : H H H H H H élongations symétriques des liaisons OH = cm -1 élongations antisymétriques des liaisons OH = cm -1 pliage de l'angle de liaison OH = cm -1 On distingue les mouvements d élongation (stretching,) qui modifient les distances interatomiques, des mouvements de pliage, ou déformation angulaire (bending), qui modifient les angles de liaison. On remarque aussi la grande précision des mesures de fréquence. II.4 Molécules organiques complexes A priori, l allure des spectres de vibration est complexe, mais heureusement, les couplages entre les oscillateurs sont souvent faibles. En conséquence, certaines liaisons de la molécule, surtout si elles sont polarisées, vibrent quasiment indépendamment des autres, dans des domaines du spectre qui leur sont propres (voir tableau cidessous). On peut donc facilement détecter certains groupes fonctionnels caractéristiques. On n attribue pas toutes les bandes de vibration mais seulement les groupes fonctionnels à l aide de tables. PC-PC* Page 6 sur 35
7 II.4.1 Analyse de spectre a. Présentation et acquisition Schéma d un appareil infra-rouge à double faisceau Le spectre est réalisé à l aide d une pastille (si solide) ou de 2 (si liquide : film mince entre deux pastilles) en cristal KBr ou NaCl, qui n absorbent pas l IR (pas de verre!). En abscisse le nombre d onde σ en cm -1 entre 4000 et 600 En ordonnée la transmittance T = I/I Un pic vers le bas correspond donc à une absorption du signal. La loi de Beer-Lambert s applique ici. b. Repérage des bandes caractéristiques On distingue deux zones : σ inférieur à 1500 cm-1 : c est la zone dite de l empreinte digitale. Elle contient, entre autres, des bandes de déformation angulaire, des harmoniques et certaines bandes d élongation. Son aspect est toujours complexe et difficile à analyser précisément. Elle est néanmoins caractéristique de la molécule σ supérieur à 1500 cm-1 : c est dans cette zone qu apparaissent les bandes d élongation de certaines liaisons que l on peut analyser c. A retenir Liaison multiple : C=O 1700 cm- 1 C=C 1650 cm -1 C=N 1650 cm -1 CCtriple cm -1 A noter que si il y a conjugaison la liaison est affaiblie donc plus petit nombre d onde Liaison simple : C-H 3000cm-1 O-H (N-H) cm-1 : bande large caractéristique si H liés par liaison H PC-PC* Page 7 sur 35
8 2.1) Exemples Document de cours MathSpé PC Exemple 1 : formule C5H10O Réponse : O Exemple 2 : formule C8H8O O Réponse : PC-PC* Page 8 sur 35
9 Exemple 3 : Formule C7H8O Document de cours MathSpé PC OH Réponse : Exemple 4 : Formule C4H6 Réponse : PC-PC* Page 9 sur 35
10 III. La spectroscopie RMN Document de cours MathSpé PC Le phénomène a été découvert indépendamment par deux équipes de recherche : F. Bloch, N. W. Hansen et M. Packard à l université de Stanford d une part, et par E. M. Purcell, R. V. Pound et H. C. Torrey à l université d Harvard (Prix Nobel 1952). Histoire de la RMN, Autour de ses premiers acteurs... et après, Maurice Goldman, Actualité chimique, Mars 2004, n 273. N spécial consacré à la RMN : l actualité chimique, juin-juillet-août n La longueur d onde mise en jeu est de l ordre de 1 à 5 m : Ce qui correspond à des énergies très faibles. Il s agit d une transition magnétique du noyau. La différence avec les autres spectroscopies connues (IR et UV-visible) est que la transition n existe pas en absence de champ magnétique. III.1 Moment magnétique du noyau : On admet que le noyau possède un moment cinétique (ou moment de spin) noté neutrons en possèdent un). A ce noyau, on associe un nombre quantique de spin nucléaire I. On admet les relations de quantification : I( I 1) I z mi et m I est tel qu il prend les valeurs I ; I-1 ; -I par pas entier. Il peut donc prendre 2I+1 valeurs. Exemple : I = ½ (c est le cas des atomes d hydrogène 1 H et carbone C) on aura m I = +1/2 ou 1/2 3 donc Iz = / 2 I 2 I z I (car les protons et les On admet que, puisque le noyau est chargé et qu il tourne, il possède un moment magnétique, noté. On a la relation suivante : I avec le rapport gyromagnétique. Ce rapport gyromagnétique diffère pour chaque noyau. Noyau I (rad.s T ) ( MHz) Abondance naturelle (%) 1 H ½ 2, ,00 99,98 2 H 1 0, ,75 1, C ½ 0, ,72 1, O 5/2-0, ,78 3, F ½ 2, , P ½ 1, , Caractéristiques des différents noyaux. Calcul de la fréquence de Larmor pour un champ B 0=11,74 T PC-PC* Page 10 sur 35
11 Conclusion : 1 H et 13 C ont le même moment cinétique, mais des moments magnétiques différents. III.2 Interaction du noyau avec un champ magnétique extérieur : En physique : l énergie d interaction d un moment magnétique dans un champ magnétique est : E. B (effet Zeeman) En absence de champ magnétique, les différentes orientations du moment magnétique de spin nucléaire ont la même énergie. Dès que l on applique un champ magnétique extérieur B 0, les moments magnétiques de spin s oriente selon deux positions privilégiée : l énergie sera donc minimale lorsque et B sont colinéaires Par convention on dessine B le long de l axe z : Sans B 0 avec B 0 E zb m I 0 I B 0 Exemple pour 1 H : I = ½ On aura E 2 B 0 E mi=-1/2 E = B0 mi=+1/2 Pour B0 = 0 Pour B0 0 On calcule de la différence d énergie entre les deux niveaux : E = B0 Donc 0 appelé fréquence de Larmor est tel que h 0 E d où 0 = B 0 2. PC-PC* Page 11 sur 35
12 III.3 Transition entre deux niveaux d énergie (en présence de B 0) : Les niveaux d énergie sont les suivants : E n2 n1 La loi de population de Boltzmann donne à la température T : n 1/n 2 = exp (- E/kT) Constante de Boltzman k = 1, J.K -1 Application numérique pour le proton n 2/n 1 = C est donc très très faible. Ordre de grandeur : 1 H on a = 26, T -1 s -1 h = 6, J.s B 0 = 10 T On a alors E = 2, J Conclusion : grande sensibilité nécessaire et on choisit le champ B 0 le plus intense possible. Vu l abondance isotopique, on limitera l étude à l étude de 1 H uniquement (pour nous!) appelé RMN du proton (noyau de H!) III.4 Le dispositif expérimental : Choix du solvant : Il ne doit pas comporter de H : on les remplace par des Deutérium. Ces noyaux de deutérium résonnent aussi en RMN, mais pas à la même valeur de 0. Exemple de solvant deutéré : Chloroforme CDCl 3, benzène C 6D 6, dichlorométhane CD 2Cl 2, THF deutéré Choix du champ B 0 : aimant supra conducteur Photo de l appareil : Pour B0 0 E = B0 La sensibilité d'une expérience de RMN s'améliore avec l'accroissement du champ magnétique ce qui nécessite l'utilisation d'aimants supraconducteurs. Ils permettent de faire circuler un courant très intense (de plusieurs dizaines d'ampère) dans un circuit de résistance nulle. Ainsi aucune perte d'énergie par dissipation thermique n'est à déplorer, alors qu'une bobine en cuivre dans les mêmes conditions dégagerait une énergie qui la ferait fondre! Le prix à payer est qu'à l'heure actuelle, la plupart des matériaux supraconducteurs ne le sont qu'en dessous d'une certaine température (dite critique) qui est très faible (de l'ordre de -270 C), ce qui nécessite l'emploi d'hélium liquide (qui bout à -269 C). Afin d'assurer un minimum de perte thermique, celui-ci est calorifugé à l'aide d'azote liquide (bouillant à -196 C). PC-PC* Page 12 sur 35
13 Exemple d appareil à très haut champ : 0 = 800 et 900 MHz à l université de Lille : Appareil dit à onde pulsée Le but étant de détecter la fréquence 0 caractéristique de chacun des noyaux de la molécule. On applique B 0 et on irradie l échantillon avec une impulsion électromagnétique (perpendiculaire à B 0 pour ne pas perturber) contenant les fréquences de la gamme à étudier (autour de 0). Les protons entrent en résonance et on détecte le signal du retour à l équilibre (relaxation). On effectue une transformée de Fourier de ce signal temporel pour retrouver les différentes fréquences. III.5 Etude de spectres RMN 1 H : III.5.1 Description d un spectre : En ordonnée : rien ou %. En abscisse : le déplacement chimique ppm) de droite à gauche PC-PC* Page 13 sur 35
14 On définit le déplacement chimique par : = ( ref)/ 0 avec la fréquence du proton ref la fréquence de la référence la fréquence de l appareil Avec 0 lié à l appareil (fréquence de Larmor calculé précédemment pratiquement la même que ref. B 0 2 La référence = 0 ppm correspond à un produit de référence satisfaisant plusieurs critères : Volatile pour être éliminé facilement après l acquisition du spectre Symétrique pour obtenir un signal simple Possédant un grand nombre de 1 H Inerte pour ne pas réagir avec le produit à étudier. ). On peut noter que cette valeur est On choisit le tétraméthylsilane ou TMS dont la température d ébullition est basse T(eb) = 26 C. III.5.2 Déplacement chimique et environnement électronique : Question : Est-ce que tous les H d une molécule absorbe le rayonnement à la même fréquence? Non, car pour chaque hydrogène, le champ B perçu par le spin nucléaire n est pas exactement le champ B 0 généré par l électroaimant, mais un champ modifié par l environnement du noyau : électrons, autres noyaux Les électrons circulant autour du noyau créent un champ B i induit qui s oppose à celui B 0 qui lui a donné naissance (loi de Lenz) Ainsi le champ ressenti localement par le noyau considéré peut s écrire de la manière suivante : B eff = B 0 + B i = (1 - )B 0 On introduit constante d écran magnétique. Notez le signe négatif qui s explique par le fait que le champ induit s oppose à B 0. On dit que l environnement électronique blinde le noyau (c est-à-dire le protège). Le champ magnétique subit est donc plus faible. On peut donc pour chaque noyau d hydrogène recalculer la fréquence caractéristique (qui ne diffère quand même pas beaucoup par rapport à 0) : h eff = E = B = ( 1 ) B0 donc eff = (1-0 eff Bi déplacement chimique important important faible blindage faible déblindage important Le déplacement chimique permet d estimer le déblindage. Le noyau d hydrogène est dit blindé si le déplacement chimique est faible. Il est dit déblindé si le déplacement chimique est élevé. PC-PC* Page 14 sur 35
15 III.5.3 Equivalence chimique de certains hydrogènes : Exemple : L aire du pic sur le spectre est proportionnelle au nombre de H résonnant à cette fréquence. La courbe d intégration permet de calculer le rapport des aires sous le pic. Le rapport des hauteurs h (équivalent au rapport des aires) est égal au rapport du nombre de protons équivalents de chaque signal. PC-PC* Page 15 sur 35
16 Exemple : spectre RMN 1 H à 300 MHz du 2,2-Diméthylpropan-1-ol : Attribuez les pics (ppm) intégration attribution Exemple : spectre du 2 -méthylpropan-2-ol. Attribuez les pics (ppm) intégration attribution PC-PC* Page 16 sur 35
17 Pour être plus précis : Définition : " Deux protons sont chimiquements équivalents si et seulement si leurs déplacements chimiques sont égaux (on dit qu ils sont isochrones). Ils sont équivalents si par exemple ils sont échangeables par une opération de symétrie (axe de symétrie ou plan de symétrie de la molécule) Exemple : Les 2 H sont équivalents par symétrie H H H C C OR H H les 3 H d'un CH 3 sont toujours équivalents H H Les 2 H ne sont pas chimiquement équivalents : ici on dit qu'ils sont disatéréotopes : les déplacements chimiques différent. Me H C C C H H Ph les 3 H d'un CH 3 sont toujours équivalents H 2.2) Facteurs influençant le déplacement chimique Effets électroniques des atomes adjacents attracteurs : C X + - H 1 2 C C H H Les effets attracteur inductif (1) ou mésomère (2) s exerçant sur le C portant H réduisent la densité électronique au voisinage de H, ils ont donc un effet déblindant, donc un déplacement chimique plus important. Influence de l électronégativité sur le déplacement chimique Structure C O C (ppm) CH 3I 2,3 CH 3Br 2,7 CH 3Cl 3,0 CH 3F 4,5 C C O Effets électroniques des atomes adjacents donneurs : Un effet donneur (mésomère ici) (3) aura au contraire un effet blindant, donc un déplacement chimique moindre. PC-PC* Page 17 sur 35
18 Présence d un cycle aromatique : Le H fixé sur le cycle aromatique est fortement déblindé par l effet de la circulation des électrons du cycle qui créé un champ magnétique supplémentaire. La figure ci-contre représente une ligne de champ : Les H à l extérieur du cycle sont déblindés (B induit dans le même sens que B 0). Exemple : Du fait du courant de cycle, les 8 protons exocycliques sont fortement déblindés (δ = 7,10 ppm) alors que les protons méthyléniques du pont placés dans le cône d anisotropie sont fortement blindés (δ = -0,50 ppm). On retrouve le même effet pour un H vinylique, fixé sur une liaison C=C ou pour un proton aldéhydique. Ordre de grandeur des déplacements chimiques : A retenir : Présence d un hétéroatome élevé (vers 4-5ppm) Cycle aromatique > 7 ppm Double liaison 5-7 ppm PC-PC* Page 18 sur 35
19 Exemple : spectre de l éthanal : Document de cours MathSpé PC (ppm) intégration attribution III.6 La multiplicité des signaux : structure fine On a vu que le champ local auquel est réellement soumis le proton dépend de son environnement électronique. Un autre facteur vient compliquer la situation : il s agit de la présence éventuelle d autres noyaux d hydrogène à proximité. Ces noyaux possèdent un moment magnétique et viennent donc encore modifier le champ local. On a donc : B = B 0(1- ) + B B étant la contribution des noyaux voisins. La contribution B des différents noyaux est quantifiée puisqu elle correspond aux diverses orientations possibles du moment magnétique de spin des noyaux voisins. Exemple composé de formule : formule brute C 8H 12O 2 O OEt Conclusion : le spectre est beaucoup plus complexe! PC-PC* Page 19 sur 35
20 d. Le couplage spin-spin AX : J AX B 0 X X Lorsque le moment magnétique de X est dirigé dans le sens de B0, le champ magnétique local ressenti par A est légèrement augmenté, ce qui augmente légèrement la fréquence d absorption. Lorsque le moment magnétique de X est de sens opposé à celui de B0, le champ magnétique ressenti par A est légèrement diminué, ce qui diminue légèrement la fréquence la fréquence d absorption. Le signal lié au proton A est donc dédoublé. Cet effet est réciproque et le pic lié à X est également affecté de la même façon et avec la même intensité. Allure du spectre pour la partie CH X-CH A : A JAX JXA=JAX (ppm) A X On parle de DOUBLET. Il est caractérisé par le déplacement chimique de son barycentre A. On caractérise le couplage par une constante de couplage ici, J AX exprimé en Hertz Attention à la conversion : = 10 6 [J en Hz] = 0/10 6.[ J mesuré en ppm] Ordre de grandeur : 2H sur 2C adjacents (couplage vicinal) 3 J 1 à 10 Hz 2H séparés par 4 liaisons ou plus 4 J négligeable (< 3 Hz) Remarques : Cela ne concerne pas les hydrogènes équivalents. Il n y a pas de couplage entre H équivalents. Les hétéroatomes ne transmettent pas le couplage (ou peu). On ne prendra en compte que les hydrogènes vicinaux en général noté 3 J. Plus loin, l effet est négligeable (> 4 J) le couplage diminue avec la distance et les hydrogènes géminaux (sur le même carbone) sont en général équivalents. Si deux H (A et A ) sont chimiquement équivalents alors J AX=J A X Deux protons H A et H A" sont magnétiquement équivalent si et seulement si J AX = J A"X et J AX" = J A"X" PC-PC* Page 20 sur 35
21 Spectre du 2,2-dichloro-1,1-diéthoxyéthane (300 MHz) : Zoom : (ppm) Multiplicité Nbre voisins intégration attribution Vocabulaire : PC-PC* Page 21 sur 35
22 Exemple spectre du paracétamol : O OH N H paracetamol Zoom : (ppm) Multiplicité Nbre voisins intégration attribution PC-PC* Page 22 sur 35
23 III.6.1 Le couplage AXp : Un proton H A voisin de p protons H X équivalents : Exemple AX 2 : Document de cours MathSpé PC C C H X H A HX les 2 H X sont équivalents On étudie H A. Il y a un couplage J AX avec H X1, puis un autre couplage J AX avec H X2. A JAX Couplage avec H X1 JAX Intensité Couplage avec H X2 On obtient un triplet avec comme intensité Le signal des protons H X qui sont équivalents, est un doublet car ils ont un voisin H A. Allure du spectre pour la partie C(H X) 2-CH A : JAX JXA=JAX (ppm) Remarques : On a toujours J AX = J XA Généralisation : A X Un hydrogène a p voisins équivalents, son signal caractéristique RMN 1 H est composé de p+1 raies. L intégration de chacune de ces raies est donnée par le triangle de Pascal. PC-PC* Page 23 sur 35
24 A retenir : 1 voisin Doublet voisins Triplet CH-CH 2-3 voisins Quadruplet CH-CH 3 4 voisins Quintuplet CH 2-CH-CH 2-5 voisins sextuplet voisins heptuplet CH 3-CH-CH 3 (isopropyl) Influence du champ de l appareil : Lorsque l on augmente le champ B 0 ou 0 de l appareil, la constante de couplage est toujours la même, mais les signaux se chevauchent de moins en moins : ils s influencent de moins en moins («effet de toit» visible sur le spectre à 100 MHz, négligeable pour 400MHz) PC-PC* Page 24 sur 35
25 Analyse du spectre RMN 1H de l éthanol sans intégration (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution Spectre du 1-Bromopropane : (ppm) Multiplicité Nbre voisins intégration attribution PC-PC* Page 25 sur 35
26 Propanoate de méthyle : Document de cours MathSpé PC (ppm) Multiplicité Nbre voisins intégration attribution Spectre RMN acide propanoique : (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution PC-PC* Page 26 sur 35
27 propan-2-ol : Document de cours MathSpé PC (ppm) Multiplicité Nbre voisins intégration attribution Particularité des H labiles (OH, COOH, NH) singulet élargi (a des assez peu prévisibles) si le proton est échangeable (en solution par exemple) disparait lors de l ajout d eau lourde D 2O car il y a échange entre le proton labile et le deutérium de D 2O et D est invisible en RMN 1 H (autre gamme de fréquence). III.6.2 Le couplage AMX C C C HM H X HA Hydrogène étudié J AM J AX Un proton H A voisin d un proton H X et d un proton H M non équivalents : On étudie H A. Il y a un couplage J AX avec H X, puis un autre couplage J AM avec H M. Triangle de Pascal correspondant : A JAX Couplage avec H X JAM Intensité Il s agit ici d un doublet dédoublé. Couplage avec H M PC-PC* Page 27 sur 35
28 Autre exemple AM 2X : Document de cours MathSpé PC H M C C C HM H X H A Hydrogène étudié J AM J AX Triangle de Pascal correspondant : A JAX Couplage avec H X JAM Couplage avec H M Couplage avec H M On a alors un doublet détriplé (J AM<J AX) Analyse du spectre du 2-bromopropane : (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution PC-PC* Page 28 sur 35
29 Spectre du styrène. Document de cours MathSpé PC A C B D Attribution déplacement(ppm) A 7.50 to 7.10 B C D On retiendra J(cis) = 6-14 Hz J(trans) = Hz J(gem) = 0 Hz (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution PC-PC* Page 29 sur 35
30 Spectre du 1-bromopropane : Document de cours MathSpé PC Zoom : (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution PC-PC* Page 30 sur 35
31 IV. Procédure d analyse de produits : Document de cours MathSpé PC A partir de la formule brute de la molécule, calculer le nombre d insaturations ou cycle : 2C 2 H X N NI = 2 C étant le nombre d atomes tétravalent (Carbone, silicium) H étant le nombre d atomes d hydrogènes et X le nombre des autres atomes monovalents (halogènes) N étant le nombre d atomes trivalent (azote) Le nombre d oxygène n intervient pas ici. Autre formule utilisable : 6N 2 ( nbr _ e _ evalence ) NI = 2 Avec N le nombre d atomes lourds (tous les atomes autres que l hydrogène) Etude du spectre IR : On localise les groupes fonctionnels principaux : Liaison multiple : C=O 1700 cm -1 C=C 1650 cm -1 C=N 1650 cm -1 A noter que si il y a conjugaison, la liaison est affaibli donc le nombre d onde est abaissé CCtriple cm -1 Liaison simple : C-H 3000cm -1 O-H (N-H) cm -1, bande large Etude du spectre RMN 1 H : Répertorier les différents motifs et leur intégration (si possible) lus sur le spectre : (ppm) Motif Nbre de voisins Intégration attribution Repérer les hydrogènes équivalents de la molécule. Repérer les motifs récurrents de la plupart des exercices : Triplet intégrant pour 3H et quadruplet intégrant pour 2 H sur la molécule = Groupe Ethyl Signaux de > 7 ppm = cycle aromatique (comptant donc pour 4 insaturations) ou aldéhyde (moins fréquent). Singulet intégrant pour 9 H = Groupe tertiobutyl. PC-PC* Page 31 sur 35
32 V. Exemples Document de cours MathSpé PC Spectre 1 : C 4 H 8 O 3H 3H 2H (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution Spectre 2 : C 7 H 8 O (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution PC-PC* Page 32 sur 35
33 Spectre 3 : C 5 H 8 O 2 (ppm) Multiplicité Nbre voisins attribution Spectre 3 : C 5 H 8 O 2 Ni = 2 H O S, 3H S, 3H H 3 CO CH 3 H Alcène J = 10Hz donc CIS Spectre IR de la même molécule: C-H C=O et C=C affaibli PC-PC* Page 33 sur 35
34 VI. Conclusion : Document de cours MathSpé PC Pour la RMN, il existe bien d autres outils permettant de déterminer les structures de molécules organiques complexes. Par exemple, les spectres de RMN 13 C : Les spectres RMN 13C peuvent présentés les couplages ou être découplés : PC-PC* Page 34 sur 35
35 Les séquences COSY (RMN à Deux dimensions) permettant de faire apparaitre les couplages entre H voisins et ainsi de remonter à la structure. H H 3 C H H O Spectre COSY du transcrotonaldéhyde. On note l existence de taches de corrélation mettant en évidence les couplages spin-spin PC-PC* Page 35 sur 35
Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN
Partie Observer : Ondes et matière CHAP 04-ACT/DOC Analyse spectrale : Spectroscopies IR et RMN Objectifs : Exploiter un spectre infrarouge pour déterminer des groupes caractéristiques Relier un spectre
Plus en détailRésonance Magnétique Nucléaire : RMN
21 Résonance Magnétique Nucléaire : RMN Salle de TP de Génie Analytique Ce document résume les principaux aspects de la RMN nécessaires à la réalisation des TP de Génie Analytique de 2ème année d IUT de
Plus en détailANALYSE SPECTRALE. monochromateur
ht ANALYSE SPECTRALE Une espèce chimique est susceptible d interagir avec un rayonnement électromagnétique. L étude de l intensité du rayonnement (absorbé ou réémis) en fonction des longueurs d ode s appelle
Plus en détailComment déterminer la structure des molécules organiques?
Comment déterminer la structure des molécules organiques? Quelques notions de Résonance Magnétique Nucléaire RMN du «proton» 1 H et d infrarouge IR. En accompagnement de la vidéo disponible sur le site
Plus en détailFiche professeur. L analyse spectrale : spectroscopies IR et RMN
Fiche professeur L analyse spectrale : spectroscopies IR et RMN Thème : Observer, ondes et matières Analyse spectrale Type de ressource : Documents de formation en spectroscopies IR et RMN, pistes d activités
Plus en détailSPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE
18 CHAPITRE III SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE La spectroscopie d absorption dans l UV et le visible est une méthode très commune dans les laboratoires. Elle est basée sur la propriété des
Plus en détailChapitre 4 - Spectroscopie rotationnelle
Chapitre 4 - Spectroscopie rotationnelle 5.1 Classification Déterminer à quelle catégorie (sphérique, symétrique, asymétrique) appartiennent ces molécules : a) CH 4, b) CH 3 F, c) CH 3 D, d) SF 6, e) HCN,
Plus en détailCompléments - Chapitre 5 Spectroscopie
ompléments - hapitre 5 Spectroscopie Spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN 13 ) Tandis que la spectroscopie RMN 1 H fournit des données sur la disposition des atomes d'hydrogène dans une
Plus en détailTHEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE
THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE 1. RAPPEL: L ATOME CONSTITUANT DE LA MATIERE Toute la matière de l univers, toute substance, vivante ou inerte, est constituée à partir de particules
Plus en détailInteraction milieux dilués rayonnement Travaux dirigés n 2. Résonance magnétique : approche classique
PGA & SDUEE Année 008 09 Interaction milieux dilués rayonnement Travaux dirigés n. Résonance magnétique : approche classique Première interprétation classique d une expérience de résonance magnétique On
Plus en détailMolécules et Liaison chimique
Molécules et liaison chimique Molécules et Liaison chimique La liaison dans La liaison dans Le point de vue classique: l approche l de deux atomes d hydrogd hydrogènes R -0,9-1 0 0,5 1 1,5,5 3 3,5 4 R
Plus en détailCaractéristiques des ondes
Caractéristiques des ondes Chapitre Activités 1 Ondes progressives à une dimension (p 38) A Analyse qualitative d une onde b Fin de la Début de la 1 L onde est progressive puisque la perturbation se déplace
Plus en détailChapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :
Chapitre 02 La lumière des étoiles. I- Lumière monochromatique et lumière polychromatique. )- Expérience de Newton (642 727). 2)- Expérience avec la lumière émise par un Laser. 3)- Radiation et longueur
Plus en détailChapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre)
Chapitre 10 : Radioactivité et réactions nucléaires (chapitre 11 du livre) 1. A la découverte de la radioactivité. Un noyau père radioactif est un noyau INSTABLE. Il se transforme en un noyau fils STABLE
Plus en détailEXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points)
Bac S 2015 Antilles Guyane http://labolycee.org EXERCICE II. SYNTHÈSE D UN ANESTHÉSIQUE : LA BENZOCAÏNE (9 points) La benzocaïne (4-aminobenzoate d éthyle) est utilisée en médecine comme anesthésique local
Plus en détailBTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1
BTS BAT 1 Notions élémentaires de chimie 1 I. L ATOME NOTIONS EÉLEÉMENTAIRES DE CIMIE Les atomes sont des «petits grains de matière» qui constituent la matière. L atome est un système complexe que l on
Plus en détailCHAPITRE 2 : Structure électronique des molécules
CHAPITRE 2 : Structure électronique des molécules I. La liaison covalente 1) Formation d une liaison covalente Les molécules sont des assemblages d atomes liés par des liaisons chimiques résultant d interactions
Plus en détailPartie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés
Molécules et matériaux organiques Partie 1. Addition nucléophile suivie d élimination (A N + E) 1.1. Réactivité électrophile des acides carboxyliques et groupes dérivés bjectifs du chapitre Notions à connaître
Plus en détailChamp électromagnétique?
Qu est-ce qu un Champ électromagnétique? Alain Azoulay Consultant, www.radiocem.com 3 décembre 2013. 1 Définition trouvée à l article 2 de la Directive «champs électromagnétiques» : des champs électriques
Plus en détailCompétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur
Compétence 3-1 S EXPRIMER A L ECRIT Fiche professeur Nature de l activité : Réaliser 3 types de productions écrites (réécriture de notes, production d une synthèse de documents, production d une argumentation)
Plus en détailACIDES BASES. Chap.5 SPIESS
ACIDES BASES «Je ne crois pas que l on me conteste que l acide n ait des pointes Il ne faut que le goûter pour tomber dans ce sentiment car il fait des picotements sur la langue.» Notion d activité et
Plus en détail1.2 Coordinence. Notion de liaison de coordinence : Cas de NH 3. et NH 4+ , 3 liaisons covalentes + 1 liaison de coordinence.
Règle de l octet : tendance qu on les atomes à s entourer de 8 électrons dans l édifice moléculaire. Ce n est pas une règle générale. Composés respectant la règle de l octet Composés ne respectant pas
Plus en détailLycée Galilée Gennevilliers. chap. 6. JALLU Laurent. I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2
Lycée Galilée Gennevilliers L'énergie nucléaire : fusion et fission chap. 6 JALLU Laurent I. Introduction... 2 La source d énergie nucléaire... 2 II. Équivalence masse-énergie... 3 Bilan de masse de la
Plus en détailBACCALAURÉAT GÉNÉRAL
BACCALAURÉA GÉNÉRAL SUJE PHYSIQUE-CHIMIE Série S DURÉE DE L ÉPREUVE : 3 h 30 COEFFICIEN : 6 L usage d'une calculatrice ES autorisé Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré Ce sujet comporte
Plus en détailA retenir : A Z m n. m noyau MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE
CP7 MASSE ET ÉNERGIE RÉACTIONS NUCLÉAIRES I) EQUIVALENCE MASSE-ÉNERGIE 1 ) Relation d'équivalence entre la masse et l'énergie -énergie de liaison 2 ) Une unité d énergie mieux adaptée 3 ) application 4
Plus en détail8/10/10. Les réactions nucléaires
Les réactions nucléaires En 1900, à Montréal, Rutherford observa un effet curieux, lors de mesures de l'intensité du rayonnement d'une source de thorium [...]. L'intensité n'était pas la même selon que
Plus en détailI - Quelques propriétés des étoiles à neutrons
Formation Interuniversitaire de Physique Option de L3 Ecole Normale Supérieure de Paris Astrophysique Patrick Hennebelle François Levrier Sixième TD 14 avril 2015 Les étoiles dont la masse initiale est
Plus en détailContenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière
Contenu pédagogique des unités d enseignement Semestre 1(1 ère année) Domaine : Sciences et techniques et Sciences de la matière Algèbre 1 : (Volume horaire total : 63 heures) UE1 : Analyse et algèbre
Plus en détailChapitre II PHÉNOMÈNES RADIATIFS: PROPRIÉTÉS D EMISSION. f AB = mc 2 e 2. β 1 k(υ)dυ N
1 Chapitre II PHÉNOMÈNES RADIATIFS: PROPRIÉTÉS D EMISSION Compte tenu des règles de sélection une émission peut être observée si un gap d énergie important existe entre l état fondamental et un des états
Plus en détailEXERCİCE N 1 : «Synthèse de l éthanamide» (7 pts)
Terminale S Lycée Massignon DEVİR MMUN N 4 Durée : 2h Les calculatrices sont autorisées. Il sera tenu compte de la qualité de la rédaction et de la cohérence des chiffres significatifs. EXERİE N 1 : «Synthèse
Plus en détailChapitre 5 : Noyaux, masse et énergie
Chapitre 5 : Noyaux, masse et énergie Connaissances et savoir-faire exigibles : () () (3) () (5) (6) (7) (8) Définir et calculer un défaut de masse et une énergie de liaison. Définir et calculer l énergie
Plus en détailTD 9 Problème à deux corps
PH1ME2-C Université Paris 7 - Denis Diderot 2012-2013 TD 9 Problème à deux corps 1. Systèmes de deux particules : centre de masse et particule relative. Application à l étude des étoiles doubles Une étoile
Plus en détailEffets électroniques-acidité/basicité
Université du Maine Faculté des Sciences Retour Révisions de cours Effets électroniquesacidité/basicité Il est très important dans un cours de himie organique de connaitre ces notions qui vont intervenir
Plus en détailChapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX
Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX T ale S Introduction : Une réaction nucléaire est Une réaction nucléaire provoquée est L'unité de masse atomique est une unité permettant de manipuler aisément
Plus en détailStructure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide
Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide Prof. Marc HENRY Chimie Moléculaire du Solide Institut Le Bel, 4, Rue Blaise Pascal 67070 Strasbourg Cedex, France Tél: 03.68.85.15.00 e-mail:
Plus en détailEnergie Nucléaire. Principes, Applications & Enjeux. 6 ème - 2014/2015
Energie Nucléaire Principes, Applications & Enjeux 6 ème - 2014/2015 Quelques constats Le belge consomme 3 fois plus d énergie que le terrien moyen; (0,56% de la consommation mondiale pour 0,17% de la
Plus en détailSujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures
DS SCIENCES PHYSIQUES MATHSPÉ calculatrice: autorisée durée: 4 heures Sujet Spectrophotomètre à réseau...2 I.Loi de Beer et Lambert... 2 II.Diffraction par une, puis par deux fentes rectangulaires... 3
Plus en détailK W = [H 3 O + ] [OH - ] = 10-14 = K a K b à 25 C. [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 M Solution neutre. [H 3 O + ] > [OH - ] Solution acide
La constante d autoprotolyse de l eau, K W, est égale au produit de K a par K b pour un couple acide/base donné : En passant en échelle logarithmique, on voit donc que la somme du pk a et du pk b d un
Plus en détailPOLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif -
POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux - Section Orthoptiste / stage i-prépa intensif - 1 Suite énoncé des exos du Chapitre 14 : Noyaux-masse-énergie I. Fission nucléaire induite (provoquée)
Plus en détailPlan du chapitre «Milieux diélectriques»
Plan du chapitre «Milieux diélectriques» 1. Sources microscopiques de la polarisation en régime statique 2. Etude macroscopique de la polarisation en régime statique 3. Susceptibilité diélectrique 4. Polarisation
Plus en détailTP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler
TP 03 B : Mesure d une vitesse par effet Doppler Compétences exigibles : - Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l effet Doppler. - Exploiter l expression du
Plus en détailSUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)
Terminale S CHIMIE TP n 2b (correction) 1 SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION) Objectifs : Déterminer l évolution de la vitesse de réaction par une méthode physique. Relier l absorbance
Plus en détail1 ère partie : tous CAP sauf hôtellerie et alimentation CHIMIE ETRE CAPABLE DE. PROGRAMME - Atomes : structure, étude de quelques exemples.
Référentiel CAP Sciences Physiques Page 1/9 SCIENCES PHYSIQUES CERTIFICATS D APTITUDES PROFESSIONNELLES Le référentiel de sciences donne pour les différentes parties du programme de formation la liste
Plus en détailÀ propos d ITER. 1- Principe de la fusion thermonucléaire
À propos d ITER Le projet ITER est un projet international destiné à montrer la faisabilité scientifique et technique de la fusion thermonucléaire contrôlée. Le 8 juin 005, les pays engagés dans le projet
Plus en détailChap 2 : Noyaux, masse, énergie.
Physique. Partie 2 : Transformations nucléaires. Dans le chapitre précédent, nous avons étudié les réactions nucléaires spontanées (radioactivité). Dans ce nouveau chapitre, après avoir abordé le problème
Plus en détailLes liaisons intermoléculaires de l eau étudiées dans
Les liaisons intermoléculaires de l eau étudiées dans l infrarouge à 3µ G. Bosschieter, J. Errera To cite this version: G. Bosschieter, J. Errera. Les liaisons intermoléculaires de l eau étudiées dans
Plus en détailINTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE
INTRODUCTION À LA SPECTROSCOPIE Table des matières 1 Introduction : 2 2 Comment obtenir un spectre? : 2 2.1 Étaller la lumière :...................................... 2 2.2 Quelques montages possibles
Plus en détailPrésentation du programme. de physique-chimie. de Terminale S. applicable en septembre 2012
Présentation du programme de physique-chimie de Terminale S applicable en septembre 2012 Nicolas Coppens nicolas.coppens@iufm.unistra.fr Comme en Seconde et en Première, le programme mélange la physique
Plus en détailDM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION
Physique Chapitre 4 Masse, énergie, et transformations nucléaires DM 10 : La fusion nucléaire, l énergie de l avenir? CORRECTION Date :. Le 28 juin 2005, le site de Cadarache (dans les bouches du Rhône)
Plus en détailChapitre 7. Circuits Magnétiques et Inductance. 7.1 Introduction. 7.1.1 Production d un champ magnétique
Chapitre 7 Circuits Magnétiques et Inductance 7.1 Introduction 7.1.1 Production d un champ magnétique Si on considère un conducteur cylindrique droit dans lequel circule un courant I (figure 7.1). Ce courant
Plus en détailLa physique nucléaire et ses applications
La physique nucléaire et ses applications I. Rappels et compléments sur les noyaux. Sa constitution La représentation symbolique d'un noyau est, dans laquelle : o X est le symbole du noyau et par extension
Plus en détailComprendre l Univers grâce aux messages de la lumière
Seconde / P4 Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière 1/ EXPLORATION DE L UNIVERS Dans notre environnement quotidien, les dimensions, les distances sont à l échelle humaine : quelques mètres,
Plus en détailMise en pratique : Etude de spectres
Mise en pratique : Etude de spectres Introduction La nouvelle génération de spectromètre à détecteur CCD permet de réaliser n importe quel spectre en temps réel sur toute la gamme de longueur d onde. La
Plus en détailTS 31 ATTAQUE DE FOURMIS!
FICHE 1 Fiche à destination des enseignants TS 31 ATTAQUE DE FOURMIS! Type d'activité ECE Notions et contenus du programme de Terminale S Compétences exigibles du programme de Terminale S TYPE ECE Evaluation
Plus en détailWWW.ELCON.SE Multichronomètre SA10 Présentation générale
WWW.ELCON.SE Multichronomètre SA10 Présentation générale Le SA10 est un appareil portable destiné au test des disjoncteurs moyenne tension et haute tension. Quoiqu il soit conçu pour fonctionner couplé
Plus en détailLycée français La Pérouse TS. L énergie nucléaire CH P6. Exos BAC
SVOIR Lycée français La Pérouse TS CH P6 L énergie nucléaire Exos BC - Définir et calculer un défaut de masse et une énergie de liaison. - Définir et calculer l'énergie de liaison par nucléon. - Savoir
Plus en détailP17- REACTIONS NUCLEAIRES
PC A DOMICILE - 779165576 P17- REACTIONS NUCLEAIRES TRAVAUX DIRIGES TERMINALE S 1 Questions de cours 1) Définir le phénomène de la radioactivité. 2) Quelles sont les différentes catégories de particules
Plus en détailAtelier : L énergie nucléaire en Astrophysique
Atelier : L énergie nucléaire en Astrophysique Elisabeth Vangioni Institut d Astrophysique de Paris Fleurance, 8 Août 2005 Une calculatrice, une règle et du papier quadrillé sont nécessaires au bon fonctionnement
Plus en détailEXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)
BAC S 2011 LIBAN http://labolycee.org EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points) Les parties A et B sont indépendantes. A : Étude du fonctionnement d un spectrophotomètre
Plus en détailPRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS
PRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS Matériel : Un GBF Un haut-parleur Un microphone avec adaptateur fiche banane Une DEL Une résistance
Plus en détailChapitre 2 Les ondes progressives périodiques
DERNIÈRE IMPRESSION LE er août 203 à 7:04 Chapitre 2 Les ondes progressives périodiques Table des matières Onde périodique 2 2 Les ondes sinusoïdales 3 3 Les ondes acoustiques 4 3. Les sons audibles.............................
Plus en détailSemi-conducteurs. 1 Montage expérimental. Expérience n 29
Expérience n 29 Semi-conducteurs Description Le but de cette expérience est la mesure de l énergie d activation intrinsèque de différents échantillons semiconducteurs. 1 Montage expérimental Liste du matériel
Plus en détailPHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau
PHYSIQUE-CHIMIE L absorption des radiations lumineuses par la matière dans le domaine s étendant du proche ultraviolet au très proche infrarouge a beaucoup d applications en analyse chimique quantitative
Plus en détailChapitre 11 Bilans thermiques
DERNIÈRE IMPRESSION LE 30 août 2013 à 15:40 Chapitre 11 Bilans thermiques Table des matières 1 L état macroscopique et microcospique de la matière 2 2 Énergie interne d un système 2 2.1 Définition.................................
Plus en détailProfesseur Eva PEBAY-PEYROULA
3-1 : Physique Chapitre 8 : Le noyau et les réactions nucléaires Professeur Eva PEBAY-PEYROULA Année universitaire 2010/2011 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. Finalité du chapitre
Plus en détailChapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission
1re B et C 11 Réactions nucléaires, radioactivité et fission 129 Chapitre 11: Réactions nucléaires, radioactivité et fission 1. Définitions a) Nucléides (= noyaux atomiques) Les nucléides renferment les
Plus en détailC3. Produire de l électricité
C3. Produire de l électricité a. Electricité : définition et génération i. Définition La matière est constituée d. Au centre de l atome, se trouve un noyau constitué de charges positives (.) et neutres
Plus en détailTransformations nucléaires
Transformations nucléaires Stabilité et instabilité des noyaux : Le noyau d un atome associé à un élément est représenté par le symbole A : nombre de masse = nombre de nucléons (protons + neutrons) Z :
Plus en détailFUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE
FUSION PAR CONFINEMENT MAGNÉTIQUE Séminaire de Xavier GARBET pour le FIP 06/01/2009 Anthony Perret Michel Woné «La production d'énergie par fusion thermonucléaire contrôlée est un des grands défis scientifiques
Plus en détailComment réaliser physiquement un ordinateur quantique. Yves LEROYER
Comment réaliser physiquement un ordinateur quantique Yves LEROYER Enjeu: réaliser physiquement -un système quantique à deux états 0 > ou 1 > -une porte à un qubitconduisant à l état générique α 0 > +
Plus en détailTECHNIQUES: Principes de la chromatographie
TECHNIQUES: Principes de la chromatographie 1 Définition La chromatographie est une méthode physique de séparation basée sur les différentes affinités d un ou plusieurs composés à l égard de deux phases
Plus en détailÉquivalence masse-énergie
CHPITRE 5 NOYUX, MSSE ET ÉNERGIE Équivalence masse-énergie. Équivalence masse-énergie Einstein a montré que la masse constitue une forme d énergie appelée énergie de masse. La relation entre la masse (en
Plus en détailChapitre 6. Réactions nucléaires. 6.1 Généralités. 6.1.1 Définitions. 6.1.2 Lois de conservation
Chapitre 6 Réactions nucléaires 6.1 Généralités 6.1.1 Définitions Un atome est constitué d électrons et d un noyau, lui-même constitué de nucléons (protons et neutrons). Le nombre de masse, noté, est le
Plus en détailSECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène
SECTEUR 4 - Métiers de la santé et de l hygiène A lire attentivement par les candidats Sujet à traiter par tous les candidats inscrit au BEP Les candidats répondront sur la copie. Les annexes éventuelles
Plus en détailBACCALAURÉAT GÉNÉRAL PHYSIQUE-CHIMIE
BAALAURÉAT GÉNÉRAL SESSIN 2015 PYSIQUE-IMIE Série S Durée de l épreuve : 3 heures 30 oefficient : 6 L usage de la calculatrice est autorisé e sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré Le sujet
Plus en détail- I - Fonctionnement d'un détecteur γ de scintillation
U t i l i s a t i o n d u n s c i n t i l l a t e u r N a I M e s u r e d e c o e ffi c i e n t s d a t t é n u a t i o n Objectifs : Le but de ce TP est d étudier les performances d un scintillateur pour
Plus en détail4.1. Généralités sur la spectroscopie
La spectroscopie. 4.1. Généralités sur la spectroscopie Introduction Dans ce cours, nous allons étudier les différentes interactions qui peuvent exister entre la matière et un rayonnement électromagnétique.
Plus en détailI. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.
DE3: I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable. Aujourd hui, nous obtenons cette énergie électrique en grande partie
Plus en détailUviLight XTW Spectrophotomètre UV-Vis
Enseignement Agro-alimentaire Sciences Chimie Recherche Laboratoires de référence UviLight XTW Spectrophotomètre UV-Vis Accédez aux meilleures performances grâce à des spécificités optiques supérieures
Plus en détailMETHODES D ANALYSE DES COMPOSES AMORPHES
Elisabeth Adam Pascal Bouffandeau Alexandre Darraspen Romuald Fix Sébastien Jouve Olivier Welker METHO D ANALYSE COMPOSES AMORPHES Sommaire 1. DÉFINITION DE L ÉTAT AMORPHE... 3 1.1. CLASSIFICATION MATÉRIAUX...
Plus en détailEnergie nucléaire. Quelques éléments de physique
Energie nucléaire Quelques éléments de physique Comment produire 1 GW électrique Nucléaire (rendement 33%) Thermique (38%) Hydraulique (85%) Solaire (10%) Vent : 27t d uranium par an : 170 t de fuel par
Plus en détailDIFFRACTion des ondes
DIFFRACTion des ondes I DIFFRACTION DES ONDES PAR LA CUVE À ONDES Lorsqu'une onde plane traverse un trou, elle se transforme en onde circulaire. On dit que l'onde plane est diffractée par le trou. Ce phénomène
Plus en détailLES CARACTERISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION
LES CARACTERISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION LES CARACTERISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION ) Caractéristiques techniques des supports. L infrastructure d un réseau, la qualité de service offerte,
Plus en détailPanorama de l astronomie. 7. Spectroscopie et applications astrophysiques
Panorama de l astronomie 7. Spectroscopie et applications astrophysiques Karl-Ludwig Klein, Observatoire de Paris Gilles Theureau, Grégory Desvignes, Lab Phys. & Chimie de l Environement, Orléans Ludwig.klein@obspm.fr,
Plus en détailTP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie
Nom : Prénom: n groupe: TP : Suivi d'une réaction par spectrophotométrie Consignes de sécurité de base: Porter une blouse en coton, pas de nu-pieds Porter des lunettes, des gants (en fonction des espèces
Plus en détailBaccalauréat STI2D et STL spécialité SPCL Épreuve de physique chimie Corrigé Session de juin 2014 en Polynésie. 15/06/2014 http://www.udppc.asso.
Baccalauréat STI2D et STL spécialité SPCL Épreuve de physique chimie Corrigé Session de juin 2014 en Polynésie 15/06/2014 http://www.udppc.asso.fr Une entreprise de BTP (Bâtiment et Travaux Publics) déménage
Plus en détailSensibilisation à la Sécurité LASER. Aspet, le 26/06/2013
Sensibilisation à la Sécurité LASER Aspet, le 26/06/2013 Modes d émission LASER P c P 0 P moy 0 Emission pulsée Salve ou train de N impulsions Emission continue Q i t i t Longueur d onde λ Emission continue
Plus en détailChapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire
Chapitre 6 : les groupements d'étoiles et l'espace interstellaire - Notre Galaxie - Amas stellaires - Milieu interstellaire - Où sommes-nous? - Types de galaxies - Interactions entre galaxies Notre Galaxie
Plus en détailPHYSIQUE Discipline fondamentale
Examen suisse de maturité Directives 2003-2006 DS.11 Physique DF PHYSIQUE Discipline fondamentale Par l'étude de la physique en discipline fondamentale, le candidat comprend des phénomènes naturels et
Plus en détailTS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire. DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée
TS1 TS2 02/02/2010 Enseignement obligatoire DST N 4 - Durée 3h30 - Calculatrice autorisée EXERCICE I : PRINCIPE D UNE MINUTERIE (5,5 points) A. ÉTUDE THÉORIQUE D'UN DIPÔLE RC SOUMIS À UN ÉCHELON DE TENSION.
Plus en détailEtudier l influence de différents paramètres sur un phénomène physique Communiquer et argumenter en utilisant un vocabulaire scientifique adapté
Compétences travaillées : Mettre en œuvre un protocole expérimental Etudier l influence de différents paramètres sur un phénomène physique Communiquer et argumenter en utilisant un vocabulaire scientifique
Plus en détailBAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES. Durée : 3 heures 30
Terminales S1, S2, S3 2010 Vendredi 29 janvier BAC BLANC SCIENCES PHYSIQUES Durée : 3 heures 30 Toutes les réponses doivent être correctement rédigées et justifiées. Chaque exercice sera traité sur une
Plus en détailEnoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en 2000. Énoncé.
Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en 2000. Énoncé. I- ACTIVITES NUMERIQUES (12 points) Exercice 1 (3 points) On considère
Plus en détailFigure 1 : Diagramme énergétique de la photo émission. E B = hν - E C
ANALYSE XPS (ESCA) I - Principe La spectroscopie XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) ou ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) est basée sur la photo émission. Lors de l'irradiation par
Plus en détailCHAPITRE VI : HYBRIDATION GEOMETRIE DES MOLECULES
CAPITRE VI : YBRIDATION GEOMETRIE DES MOLECULES VI.1 : YBRIDATION DES ORBITALES ATOMIQUES. VI.1.1 : Introduction. La théorie d hybridation a été développée au cours des années 1930, notamment par le chimiste
Plus en détailI - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES
I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES Théorème - Définition Soit un cercle (O,R) et un point. Une droite passant par coupe le cercle en deux points A et
Plus en détailChapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide
Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide I Rappels : Référentiel : Le mouvement d un corps est décris par rapport à un corps de référence et dépend du choix de ce corps. Ce corps de référence
Plus en détailA. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire
Énergie Table des A. Énergie 1. 2. 3. La centrale Énergie Table des Pour ce chapitre du cours il vous faut à peu près 90 minutes. A la fin de ce chapitre, vous pouvez : -distinguer entre fission et fusion.
Plus en détailActivité 1 : Rayonnements et absorption par l'atmosphère - Correction
Activité 1 : Rayonnements et absorption par l'atmosphère - Correction Objectifs : Extraire et exploiter des informations sur l'absorption des rayonnements par l'atmosphère terrestre. Connaitre des sources
Plus en détail