( Le domaine de l’optique ) Spectroscopie moléculaire
La spectroscopie moléculaire est une méthode de spectroscopie dont le but est d'analyser quantitativement ou qualitativement des molécules organiques et d'identifier leurs groupes fonctionnels1. Il existe trois grandes familles de spectroscopie moléculaire : la spectroscopie électromagnétique moléculaire , la spectroscopie de résonance magnétique et la spectroscopie de masse moléculaire.$=
Spectroscopie moléculaire
À faible résolution, on observe dans les spectres moléculaires la présence de bandes continues qui, analysées avec des appareils plus puissants, révèlent la présence de très nombreuses raies. Celles-ci correspondent à des transitions électroniques dans le visible et dans l'ultraviolet, à des modes de vibration des molécules de plus faible énergie dans l'infrarouge et à des combinaisons vibration-rotation d'encore plus faible énergie dans l'infrarouge lointain et les radiofréquences. Ces transitions sont caractéristiques des espèces moléculaires, elle permettent l'identification des groupements fonctionnels : OH, CHO, CHOH, COOH..., et l'analyse structurale et quantitative des molécules en chimie organique.
La spectrophotométrie, c'est-à-dire la mesure de la quantité de lumière absorbée à une longueur d'onde déterminée sur une très petite quantité d'échantillon, permet également de préciser la structure moléculaire. Lorsqu'on éclaire une substance avec une radiation excitatrice monochromatique, on observe qu'une petite fraction de la lumière est diffusée, c'est-à-dire déviée de sa direction initiale sans modification de la longueur d'onde (diffusion Rayleigh), ou avec modification de la longueur d'onde (diffusion Raman, cf. effet RAMAN). Dans ce dernier cas, le spectre de la lumière diffusée contient des raies disposées de part et d'autre de la fréquence de la radiation excitatrice, qui correspondent à des transitions de vibration-rotation et de rotation. C'est la spectroscopie Raman qui est employée en chimie structurale et en analyse des surfaces.
Le laser a permis le développement du Lidar (radar optique), qui permet de détecter et de doser par fluorescence ou effet Raman certaines molécules (contrôle de l'atmosphère). Dans le domaine moléculaire la R.M.N. et la R.P.E., sensibles à l'environnement atomique, permettent d'accéder à des informations très précises sur la structure moléculaire (stéréochimie).