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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 dans ce volume (référence ).
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8. Quelques compléments sur les molécules diatomiques
8.1 Raies rotationnelles manquantes et alternance des intensités
Les molécules homonucléaires avec un spin nucléaire égal à 0 ont des raies rotationnelles manquantes de manière alternée dans chaque bande. Si le spin nucléaire n’est pas égal à zéro, les intensités des raies rotationnelles sont alternées en intensité entre faible et forte.
Normalement, la règle Ψ s (symétrique) « Ψ a (antisymétrique) interdite est vérifiée pour les transitions ΔJ = ± 1 et seules les branches P et R sont observées. Les transitions ΔJ = 0 sont interdites par la règle de sélection précédente et aucune branche Q ne devrait être observée. Cependant, les états avec Λ ¹ 0 (états Π, Δ…) sont en fait doubles (dégénérés ou quasi dégénérés) ; puisque une paire est toujours + et l’autre −, l’une d’entre elles doit avoir la symétrie correcte pour ΔJ = ± 1 et l’autre pour ΔJ = 0. En conséquence, la branche Q existe pour les transitions autres que Σ – Σ.
En outre, pour les mêmes raisons de symétrie, on observera une alternance des intensités dans les spectres rotationnels (cf. références pour plus de précision).
HAUT DE PAGE8.2 Spectres impliquant un continuum
Les spectres issus de transitions entre un état discret et un continuum se produisent aussi bien en absorption qu’en émission. Dans un spectre atomique, un continuum est toujours associé avec l’ionisation...
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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, 3 e 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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