Utilisateur:Uzara/Brouillon
Changez ce texte pour votre brouillon.
Vous êtes ici sur la page personnelle d’un utilisateur de Wikipédia en français.
Cette page ne fait pas partie de l’espace encyclopédique de Wikipédia.
Si vous avez accédé à cette page depuis un autre site que celui de Wikipédia en français, c’est que vous êtes sur un site miroir ou un site qui fait de la réutilisation de contenu. Cette page n’est peut-être pas à jour et l’utilisateur identifié n’a probablement aucune affiliation avec le site sur lequel vous vous trouvez. L’original de cette page se trouve à l'adresse suivante : https://fr.wikipedia.org/wiki/Utilisateur:Uzara/Brouillon.
Article: Spectrométrie d'absorption des rayons X
[modifier | modifier le code]Section: Théorie
[modifier | modifier le code]Quand le rayonnement X correspond à l'énergie de transition d'un électron depuis un niveau du cœur de l'atome vers un niveau du continuum, on observe un seuil d'absorption, l'électron est éjecté.Le nom du seuil d'absorption dépend du Nombre quantique principal n de l'électron excité. Suivant l'orbitale qu'occupait l'électron, on parlera de seuil K pour une transition à partir d'un niveau 1s vers un état final p, seuil L1 pour une transition à partir d'un niveau 2s vers un état final p, seuil L2,L3 à partir d'un niveau 2p vers un état final d. Il en va de même pour le seuil M (Figure 1). Les transitions obéissent aux règles de sélections dipolaires Δl= ±1, Δj= ±1, Δs= 0 [1].
Quand l'énergie est à peine supérieure au seuil (conventionnellement moins de 100 eV du seuil d'absorption), les diffusions multiples sont dominantes. L'analyse de cette partie du spectre se nomme le XANES. On distingue 2 régions: le préseuil, où l'on observe principalement des transitions quadripolaires s-d et la montée du seuil, où l'on a des transitions dipolaires s-p. À des énergies plus élevées, la diffusion simple devient dominante, l'analyse du spectre donne des informations sur les distances interatomiques et on parle d'EXAFS, qui peut s'étendre jusqu'à 1000 eV après le seuil d'absorption (Figure 2).
Source
[modifier | modifier le code]- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « X-ray absorption spectroscopy » (voir la liste des auteurs).
Notes et Références
[modifier | modifier le code]Modification du tableau, article spectroscopie, section typologie
[modifier | modifier le code]| Domaine de longueur d'onde | Longueur d'onde | Type de spectroscopie | Informations |
|---|---|---|---|
| Radiofréquence | > 100 µm | Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire | Liaison chimique, conformation moléculaire, distances interatomiques |
| Résonance paramagnétique électronique | entités paramagnétiques (radicaux, espèces transitoires...) | ||
| Résonance ferromagnétique | aimantation matériaux ferromagnétiques | ||
| Micro-ondes | > 30 µm | Spectroscopie rotationnelle | structure petites molécules (eau,ozone, chlorure d'hydrogène gazeux...) avec une haute précision |
| Infrarouge | de 1 à une vingtaine de µm | Spectroscopie infrarouge | groupements fonctionnels d'une molécule organique, liaisons chimiques, structure de la molécule |
| Spectroscopie proche infrarouge | |||
| Spectroscopie vibrationnelle | |||
| visible et ultraviolet | 102 nm | Spectroscopie ultraviolet-visible | quantification composés organiques conjugués et métaux de transition |
| Spectrophotométrie | |||
| Spectroscopie Raman | fréquences des modes de vibration du cristal/de la molécule, énergie des ondes de spin | ||
| Spectroscopie de fluorescence | molécules fluorescentes, environnement local de la molécule (conformation et interactions) | ||
| Spectroscopie de corrélation de fluorescence | |||
| Spectroscopie Brillouin | constantes élastiques et caractéristiques magnétiques d'un matériau (aimantation, échange...) | ||
| rayons X | < 100 nm | Spectrométrie d'absorption des rayons X (EXAFS et XANES) | EXAFS: environnement local d'un atome, distances avec les plus proches voisins
XANES: état d'oxydation , coordinence XPS: composition chimique à la surface d'un matériau (état d'oxydation , quantification d'éléments...) |
| Spectrométrie photoélectronique X (XPS) | |||
| Spectrométrie de fluorescence X classique et en réflexion totale | quantification d'éléments chimiques | ||
| Microsonde de Castaing | quantification d'éléments chimiques (analyse locale de l'ordre de 1 µm3) | ||
| rayons gamma | 0.01 nm | Spectrométrie gamma | éléments radioactifs |
| Spectroscopie Mössbauer | état d'oxydation, ordre magnétique |
Article XANES, section principes
[modifier | modifier le code]Le XANES étudie l'absorption, en la mesurant, d'un matériau au voisinage proche de son front d'absorption, c'est-à-dire sur un intervalle d'énergie d'environ 100 eV de part et d'autre du front d'absorption. Il apporte des informations sur l'ordre local (et donc irrégulier) des composés, contrairement à des méthodes telles que la diffractométrie de rayons X (XRD) qui nécessitent une structure régulière du matériau (comme les cristaux).
Le XANES, mesurable à une fraction d'électron-Volt près, renseigne sur l'état d'oxydation de l'élément étudié, et dépend de la symétrie du champ électrique local autour de l'atome central. Il permet donc de dégager des informations à la fois structurales (coordination, distances métal-ligand) et électroniques (état d'oxydation , état de spin) d'un composé [1].
Cette méthode fait partie de la Spectrométrie d'absorption des rayons X et correspond à l’excitation d'un électron de niveau de cœur vers les niveaux électroniques inoccupés par absorption d'un photon d'énergie.
La nomenclature des seuils est la même que celle décrite en Spectrométrie d'absorption des rayons X.
Les transitions obéissent aux règles de sélections dipolaires Δl= ±1, Δj= ±1, Δs= 0 [2]. Lorsque l'énergie du photon est inférieur à l'Energie d'ionisation, les premiers niveaux vides ou partiellement remplis sont sondés. Celles-ci forment la région du préseuil où l'on observe majoritairement des transitions quadripolaires s-d (interdites selon les règles de sélection mais autorisées grâce à l'hybridation des orbitales p et d du métal). L'intensité du préseuil est plus intense pour un composé présentant une symétrie tétraédrique [1]. Lorsque l'énergie du photon augmente sans dépasser l’énergie d'ionisation, le coefficient d'absorption augmente rapidement. Cette région définit le seuil où des transitions dipolaires s-p sont visibles. Au maximum du seuil d'absorption se trouve la raie blanche, qui est principalement due à une dégénérescence des niveaux 4p. L'intensité de la raie blanche est plus intense pour un composé ayant une symétrie octaédrique [1]. Les transition vers le continuum apparaissent quand l'énergie du photon est supérieur à l'énergie d'ionisation et les phénomènes de diffusion multiple sont importants (de quelques eV en dessous du seuil d'absorption à environ 50 eV au delà) voir Figure 1 [3].
Pour un spectre xanes au seuil K, d'un point de vue qualitatif, l'intensité des ces transitions dépend de la coordinence et est donc une bonne signature de la symétrie autour de l'atome d'absorbeur [3]. En revanche, un spectre xanes au seuil L2,3 apporte plus d'informations sur la structure électronique d'un composé [1].
Notes et références
[modifier | modifier le code]1. Valérie Briois, Christophe Cartier Dit Moulin, Michel Verdaguer. Seuils d'absorption des rayons X : un outil de caractérisation indispensable en chimie de coordination.. Actualite Chimique, 2000, 3, pp.31-40. <hal-00124993> https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00124993