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Énergie vibrationnelle des molécules diatomiques
Théorie des spectres moléculaires
P2656 v1 Article de référence

Énergie vibrationnelle des molécules diatomiques
Théorie des spectres moléculaires

Auteur(s) : Alain PETIT

Relu et validé le 05 janv. 2017 | Read in English

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Présentation

1 - Potentiels interatomiques

2 - Approximation de Born-Oppenheimer

3 - Énergie électronique des molécules diatomiques

4 - Énergie vibrationnelle des molécules diatomiques

5 - Énergie rotationnelle des molécules diatomiques

6 - Cas de couplage

7 - Spectres des molécules diatomiques

8 - Quelques compléments sur les molécules diatomiques

9 - Spectres des molécules polyatomiques

10 - Fluorescence moléculaire et diffusion

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • 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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INTRODUCTION

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 dans ce volume (référence ).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-p2656

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4. Énergie vibrationnelle des molécules diatomiques

Les courbes d’énergie électronique (figure 1) sont les courbes de potentiel régissant le mouvement nucléaire. De manière classique, si les noyaux ont une énergie cinétique nulle, ils doivent être au repos à la position R 0, tandis que, s’ils possèdent une énergie cinétique E v, ils peuvent osciller entre les positions R 1 et R 2 (figure 4). Les principes sur lesquels les calculs de la courbe de potentiel sont basés ont été décrits au paragraphe 3. Dans la pratique, une approximation du potentiel est fréquemment donnée par une expression empirique (potentiel de Morse) :

V = De [1 − exp (−βx)]2

avec :

V
 : 
énergie par rapport au minimum de la courbe
De
 : 
profondeur du puits
x (º R − R0)
 : 
déplacement des noyaux à partir de leur distance d’équilibre
β
 : 
constante.

Pour de faibles déplacements, on peut faire un développement limité :

V = Deβ2x2 (1...
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Sommaire
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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BANWELL (C.N.) -   Fundamentals of molecular spectroscopy  -  . McGraw-Hill, New York (1966).

  • (2) - BARROW (G.M.) -   Introduction to molecular spectra  -  . McGraw-Hill, New York (1962).

  • (3) - BRANSDEN (B.H.), JOACHAIN (C.J.) -   Physics of atoms and molecules  -  . Longmans, Londres (1983).

  • (4) - COULSON (C.A.) -   Valence  -  . 3e éd., Oxford University Press (1979).

  • (5) - HOLLAS (J.M.) -   Modern spectroscopy  -  . Wiley, Chichester, 3 e éd. (1996).

  • (6) - STEINFELD (J.I.) -   Molecules and radiation  -  . MIT Press, Cambridge, Massachussetts (1974).

  • (7) - HERZBERG (G.) -   Spectra...

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