Bonjour à tous,
Je voulais savoir, à quoi est due l'absorbance des composés organiques? Est-ce que les ondes absorbées induisent une transition électronique qui induit ensuite de la fluorescence ou de la phosphorescence? Y a t-il un lien avec la spectrophotométrie? Je suis perdue...
Les composés organiques qui absorbent dans le visible ont en général des chaînes alternées C=C et C-C. Ils ont donc quelque part dans leurs structures une longue chaîne -CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH-... etc. (et cette chaîne est parfois fermée sur elle-même).
Si on veut faire simple, on peut imaginer (sur le papier) que toutes les doubles liaisons C=C sont momentanément coupées, et que chaque atome C de cette longue chaîne est porteur d'un électron libre, non aparié, célibataire. L'ensemble se comporte comme un long fil plein d'électrons, qu'on peut faire se déplacer ensemble le long du fil, et même faire des sortes d'oscillations aller et retour le long du fil : cela ressemble à un courant électrique alternatif, comme il y en a dans les antennes de radio.
Pour mettre en marche ce mouvement, il faut de l'énergie, et c'est la lumière qui est capable de mettre ces oscillations en marche. Si la chaîne possède 30 atomes C ainsi liés, c'est la lumière bleue qui peut mettre cette oscillation en marche (et pas la rouge). Si la chaîne contient 40 atomes C, c'est la lumière rouge qui peut le faire.
La lumière rouge est donc absorbée par les chaînes à 40 atomes C, et la bleue par celles à 30 C.
Si la chaîne contient d'autres atomes comme N ou O, il faut en général des chaînes bien moins longues pour avoir le même effet.
Cette énergie absorbée par la molécule est réémise par la suite, soit sous forme de chaleur, soit sous forme de lumière. Cette réémission est la fluorescence si elle est instantanée, et elle est dite phosphorescence si elle est réémise quelques secondes ou minutes plus tard.
Je vois déjà les puristes froncer les sourcils à la lecture de mon explication, à base d'électrons séparés. J'en suis conscient. Les électrons ne sont pas séparés dans ces molécules, comme je l'ai dit. Ce sont les doublets qui se déplacent et qui peuvent former des structures limites de type mésomère. Mais, comme je ne sais pas si tu connais ces notions, j'ai préféré utiliser la théorie simpliste que j'ai développé ci-dessus. En réalité, les oscillations se produisent entre structures limites comme celle que je dessine ici, dans le cas d'une chaîne à 4 atomes C :
CH2=CH-CH=CH2 <--> (+)CH2-CH=CH-CH2|(-) <--> (-)|CH2-CH=CH-CH2|(+)
Merci pour ces précisions...L'absorbance correspond donc bien à l'énergie nécéssaire pour la transition électronique. Maintenant ce qui me chiffonne, c'est la différence entre la spectroscopie à UV-visible et la spectrophotométrie.
Dans la spectroscopie à UV-visible, si j'ai bien compris, je fais passer de la lumière dans mon échantillon, et j'observe la lumière qu'il me reste après ce passage, les ondes ayant été absorbées correspondant à celles nécéssaires pour la transition électronique. Et dans la spectrophotométrie, je fais quoi alors?
Et aussi, concernant la loi de Lambert-Beer, est-elle utilisée lorsqu'on fait de la spectro UV-visible ou de la spectrophotométre?
Non. L'absorbance n'a rien à voir avec l'énergie nécessaire à une transition.
L'énergie nécessaire à une transition est une grandeur qui se mesure en Joules, ou en unités dérivées comme le Hertz, l'électron-volt, ou la longueur d'onde, elle-même exprimée en mètre ou en nanomètre. Dans le domaine du visible, la lumière rouge correspond à une énergie faible de 150 kJ/mol, et à une longueur d'onde de 800 nanomètres (abrégé nm). La lumière violette correspond à une énergie de 300 kJ/mol, et à une longueur d'onde de 400 nm.
Ceci dit, l'absorbance se définit pour une couleur donnée. Si un colorant est très foncé, il absorbe beaucoup cette couleur, son absorbance est forte.
Le sulfate de cuivre par exemple est bleu. Il n'absorbe donc pas le bleu. Il absorbe le rouge. En solution 0.1 molaire, on mesure que son absorbance est de 1.2 pour la lumière rouge (800 nm), et de zéro pour la lumière bleue-violette (400 nm). Cela signifie que si on envoie un rayon de lumière rouge sur une cuve de verre remplie de cette solution, et dont l'épaisseur est de 1 cm, le rayon qui en sort a une intensité qui n'est plus que 10-1.2 fois l'intensité initiale, donc environ 0.08 fois l'intensité initiale. Le reste, donc les 92% de la lumière initiale a été absorbé. C'est la loi de Beer.
La spectroscopie et la spectrophotométrie sont des techniques identiques. La spectroscopie ne fait pas de mesures d'absorbance, mais juste des mesures de longueurs d'onde. La spectrophotométrie mesure les absorbances, avec la loi de Beer, une fois déterminées les longueurs d'onde d'absorption. Ces termes sont souvent confondus en pratique !
Heuu oui, je voulais dire, l'absorbance est due à l'absorption de certaines longueurs d'onde, l'énergie de celles-ci permettant la transition électronique. C'est correct?Envoyé par moco
Merci! Mais je me demande, les composés n'ayant aucune double liaison ou paire d'électrons libres peuvent-ils aussi présenter un phénomène d'absorbance? (en fait je crois savoir: les transitions d'une orbitale moléculaire sigma vers sigma* nécéssitent moins d'énergie, donc les molécules qui n'ont pas de double liaison absorbent plutôt dans l'infrarouge, et donc nous ne pouvons pas le détecter, c'est bien ça?)
En fait donc, on fait de la spectroscopie quand on veut déterminer la nature du composé à tester, et de la spectrophotométrie quand on veut déterminer la concentration d'un échantillon de ce composé?
Autre petite question, je ne comprends pas les diagrammes de Jablonski: on voit que quand une molécule excitée par un photon reste à l'état de singulet, elle réémet l'énergie du photon par fluorescence, alors que si la molécule passe d'un état singulet à un état triplet, elle réémet l'énergie par phosphorescence...Mais je ne comprends pas comment une molécule qui a absorbé un photon peut rester à l'état de singulet, puisque si elle a absorbé un photon, un électron a dû passer dans une orbitale moléculaire antiliante et il y a donc un électron solitaire dans cette orbitale, et forcément un autre électron solitaire dans l'orbitale moléculaire liante, donc la molécule devrait d'office être à l'état de triplet non?
