Étude par spectroscopie infrarouge de la structure de couches de Langmuir-Blodgett

I — Couches d'acide stéarique et de stéarate de plomb

¹ L.A.S.I.R., C.N.R.S., 2, rue Henri-Dunant, 94320 - Thiais.
² Laboratoire de Chimie Physique, associée au C.N.R.S., Université Pierre et Marie Curie, 75231, Paris Cedex 05.

Résumé

L’étude de la structure des "couches moléculaires” d’acide stéarique déposées sur des lames de fluorine ou de silicium suivant la technique de Langmuir-Blodgett est effectuée par spectrométrie infrarouge. La comparaison, à basse température et en lumière polarisée, du spectre de ces couches avec celui d’un monocristal de la forme C de l'acide stéarique, permet de montrer que ces couches sont constituées d’un assemblage de cristallites bidimensionnelles de structure monoclinique, le plan ab des cristallites étant confondu avec celui du support. Comme dans la forme C de l'acide stéarique, deux molécules d’acide sont associées par liaison hydrogène sous forme de dimères cycliques, les axes des chaînes aliphatiques sont inclinés suivant l'axe cristallographique c qui fait un angle de 38° avec la normale à la lace du support. L'examen du spectre infrarouge des chaînes aliphatiques des couches de stéarate de plomb permet de leur attribuer une structure tout à fait analogue à celle des couches d'acide stéarique, le cation plomb en interaction avec deux groupements carboxylates devant jouer le même rôle que les groupements carboxyliques du dimère d'acide.

Abstract

Structural study of "molecular layers" of stearic acid deposited on to silicium or calcium fluorine plates by the Langmuir- Blodgett technique is performed by infrared spectroscopy. Though comparing, at low temperature and with polarized radiations, these multilayer's spectra with that of a stearic acide C form single crystal it can be shown that these layers are made of an assembly of bi-dimensional crystallites of monoclinic structure, their a-b plane coinciding with the holder. As in the C form of stearic acid, two acid molecules are associated by hydrogen bond to form cyclic dimers, the axes of the aliphatic chains being tilted along the c axis which makes à 38° angle with the direction perpendicular to the plate. The structure assigned to lead stearate layers through the infrared spectrum their aliphatic chains is very close to that of stearic acid multilayer, the lead cation being in interaction with two carboxylate groups which probably play the same role as the carboxylic groups of the acid dimer.