Toolyard

Spectroscopie RMN et IR : guide d’étude

Idées clés

La spectroscopie lit la structure d’une molécule d’après la façon dont elle absorbe un rayonnement ou se fragmente. L’infrarouge montre quels groupes caractéristiques sont présents, la RMN montre les environnements des hydrogènes et la spectrométrie de masse donne la masse.

  • IR : une bande large à 3200–3600 cm⁻¹ est O–H, une bande forte à 1670–1760 cm⁻¹ est C=O, et 2200–2260 cm⁻¹ est C≡N ou C≡C. Un O–H très large à 2500–3300 cm⁻¹ marque un acide carboxylique.
  • RMN ¹H : le nombre de signaux égale le nombre d’environnements d’hydrogène différents. Un signal à n hydrogènes voisins se scinde en n + 1 raies, et l’intégrale donne le nombre d’hydrogènes.
  • Déplacements chimiques : C–H alkyle vers 1 ppm, H–C–O vers 3,5–4 ppm, H aromatique vers 7 ppm, H d’aldéhyde vers 9–10 ppm et O–H d’acide vers 10–12 ppm.
  • Spectre de masse : l’ion moléculaire M⁺ donne la masse molaire. D’après la règle de l’azote, un M impair signifie un nombre impair d’azotes, et Cl ou Br montrent des pics M et M+2 dans les rapports 3:1 et 1:1.

Équations clés

  • n + 1 rule
  • IR: O–H 3200–3600, C=O 1670–1760, C≡N 2200–2260 cm⁻¹
  • M⁺ = molecular mass
  • N rule: odd M ⇔ odd number of N

Exemple résolu

L’éthanoate d’éthyle, CH₃COOCH₂CH₃, montre une bande IR forte vers 1740 cm⁻¹ (C=O d’ester) et aucune bande O–H. Sa RMN ¹H a trois signaux : un singulet pour CH₃CO vers 2,0 ppm (3H), un quadruplet pour OCH₂ vers 4,1 ppm (2H) et un triplet pour CH₃ vers 1,2 ppm (3H).

Erreurs fréquentes

  • Compter comme équivalents des hydrogènes du même carbone mais d’environnements différents, ou l’inverse.
  • Appliquer la règle n + 1 à des hydrogènes du même carbone. Seuls les voisins sur des carbones adjacents scindent un signal.
  • Confondre le pic de base, le plus haut, avec le pic de l’ion moléculaire.

Pratique

Testez-vous avec des questions d’entraînement sur ce thème : Spectroscopie RMN et IR

Outils de ce guide

Autres guides

Loi de Snell-Descartes, réfraction et réflexion totale interneLes orbitales atomiques expliquées : s, p, d et fComment fonctionne l'électrophorèse sur gel et comment lire un gel d'ADNLes phases de la Lune, les marées et les éclipses expliquéesLa loi binomiale, la courbe en cloche et la planche de GaltonLes circuits en série et en parallèle expliquésComment fonctionnent les solutions tampons : Henderson-Hasselbalch et pouvoir tamponMitose et méiose : les phases, le crossing-over et la non-disjonctionComment fonctionne l'effet de serreLes séries de Fourier expliquées : construire des ondes à partir de sinusLe principe de Bernoulli expliqué : continuité, tube de Venturi et frottement dans les conduitesComment fonctionne l'induction électromagnétique : loi de Faraday, loi de Lenz, alternateurs et transformateursComment fonctionne la chromatographie : valeurs Rf, colonnes et résolutionLa loi de Beer-Lambert expliquée : absorbance, spectrophotomètres et courbes d'étalonnageComment fonctionne la synthèse des protéines : transcription, traduction et mutationsLa photosynthèse et ses facteurs limitants : lumière, dioxyde de carbone et températureLes cycles prédateur-proie : les équations de Lotka-Volterra expliquéesLes modèles épidémiques SIR et SEIR : R₀, immunité collective et aplatissement de la courbeLe cycle de vie d'une étoile et le diagramme de Hertzsprung-RussellRéseaux cristallins, mailles et diffraction des rayons XStructure cellulaire et organites : guide d’étudeMembranes et transport : guide d’étudeCellules et transport : guide d’étudeRespiration et photosynthèse : guide d’étudeCycle cellulaire et méiose : guide d’étudeExpression des gènes et synthèse des protéines : guide d’étudeÉvolution et sélection naturelle : guide d’étudeÉcologie et flux d’énergie : guide d’étudePhysiologie humaine : guide d’étudeNerfs et muscles : guide d’étudeBiologie végétale : guide d’étudeImmunité et épidémiologie : guide d’étudeEnzymes et protéines : guide d’étudeBiotechnologie et méthodes moléculaires : guide d’étudeCroissance et dénombrement microbiens : guide d’étudeStructure atomique et lumière : guide d’étudeCinétique chimique : guide d’étudeÉquilibre chimique : guide d’étudeEnthalpie libre et spontanéité : guide d’étudeProbabilités et lois : guide d’étudeOrbites et lumière des étoiles : guide d’étudeSéismes, plaques et datation : guide d’étudeNomenclature (nommer les composés) : guide d’étudeGroupes fonctionnels : guide d’étudeStructure et liaison : guide d’étudeHydrocarbures : alcanes, alcènes et alcynes : guide d’étudeAlcools, phénols et éthers : guide d’étudeAldéhydes et cétones : guide d’étudeAcides carboxyliques et dérivés : guide d’étudeAmines : guide d’étudeComposés aromatiques : guide d’étudeStéréochimie : guide d’étudeSubstitution, élimination et carbocations : guide d’étudePropriétés physiques et acidité : guide d’étudeTechniques de laboratoire : guide d’étudeCinématique : guide d’étudeInduction électromagnétique : guide d’étudePhysique moderne : guide d’étudeMouvement des projectiles : guide d’étudeTravail, énergie et puissance : guide d’étudeQuantité de mouvement et chocs : guide d’étudeMouvement circulaire et gravitation : guide d’étudeOscillations : guide d’étudeFluides : guide d’étudeOndes et son : guide d’étudeOptique : guide d’étudeÉlectrostatique : guide d’étudeMagnétisme : guide d’étude