Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Alain PETIT : Docteur d’État en physique - Chef du Laboratoire de Spectroscopie et d’Interaction Laser-matière (DEN/DPC/SPAL) - Centre d’Études de Saclay
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Lire l’articleINTRODUCTION
Après avoir passé en revue les propriétés spectroscopiques des molécules diatomiques et les principaux types de couplages, une étude détaillée des spectres des molécules diatomiques est présentée suivant la nature des transitions : rotationnelle, vibrationnelle ou électronique.
Du fait de la complexité des vibrations et des rotations dans les molécules polyatomiques, seules quelques généralités sont données sur les spectres rotationnels et les vibrations moléculaires associées à ces molécules.
Les molécules peuvent émettre un rayonnement après avoir été excitées par une onde électromagnétique incidente. Si le rayonnement incident est absorbé au cours du processus, la lumière réémise est dite de fluorescence ; par contre, lorsqu’il n’y a pas d’absorption du rayonnement excitateur, il s’agit d’un phénomène de diffusion. Ces deux aspects sont examinés en fin d’article.
Pour des informations complémentaires, le lecteur peut se référer aux ouvrages généraux à donnés dans les références bibliographiques ainsi qu’aux publications récentes .
L’étude des spectres atomiques a fait l’objet de l’article Théorie des spectres atomiques dans ce volume (référence ).
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Énergie vibrationnelle des molécules diatomiques3. Énergie électronique des molécules diatomiques
3.1 Construction des orbitales moléculaires
En supposant la validité de l’approximation de Born-Oppenheimer, on résout l’équation de Schrödinger pour les électrons dans le champ des deux noyaux. La méthode du champ central est évidemment inappropriée pour deux centres de forces, mais on peut toujours utiliser l’approche du champ autoconsistant (self consistent field) : on suppose une fonction d’onde initiale impliquant les deux atomes A et B ; on utilise la distribution électronique résultante pour calculer une distribution potentielle ; on résout l’équation de Schrödinger avec ce potentiel pour trouver une nouvelle fonction d’onde et ainsi de suite... Les valeurs d’énergie, ainsi trouvées, permettent de tracer les courbes de potentiel du type de celle donnée (courbe en trait bleu plein appelée « liante ») sur la figure 1.
La puissance des ordinateurs actuels a conduit à des développements significatifs dans le domaine de la chimie quantique (calcul des fonctions d’onde moléculaires). Pour ce type de calcul, deux approches peuvent être utilisées (cf. références pour une description complète de ce type de traitement et pour une revue des méthodes de calcul) :
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l’approche orbitale moléculaire qui traite chaque électron de valence comme appartenant aux deux noyaux, généralement en écrivant sa fonction d’onde comme une combinaison linéaire de deux orbitales atomiques uA et uB (Linear Combination of Atomic Orbitals LCAO). Il existe nécessairement deux combinaisons satisfaisant la condition que la densité électronique soit invariante par rapport à...
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Énergie électronique des molécules diatomiques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BANWELL (C.N.) - Fundamentals of molecular spectroscopy - . McGraw-Hill, New York (1966).
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(2) - BARROW (G.M.) - Introduction to molecular spectra - . McGraw-Hill, New York (1962).
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(3) - BRANSDEN (B.H.), JOACHAIN (C.J.) - Physics of atoms and molecules - . Longmans, Londres (1983).
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(4) - COULSON (C.A.) - Valence - . 3e éd., Oxford University Press (1979).
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(5) - HOLLAS (J.M.) - Modern spectroscopy - . Wiley, Chichester, 3e éd. (1996).
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(6) - STEINFELD (J.I.) - Molecules and radiation - . MIT Press, Cambridge, Massachussetts (1974).
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(7) - HERZBERG (G.) - Spectra...
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