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Relation entre spectre d'absorption et d'émission

Posté par
Chemistette
01-05-11 à 17:57

Bonjour,

Ma question est simple mais pourtant elle me tracasse depuis plusieurs jours: pourquoi le spectre de fluorescence est-il l'image miroir du spectre d'absorption?

En d'autres termes: pourquoi les deux spectres se ressemblent-ils tellement?
Et pourquoi celui de fluorescence est-il déplacé vers les grandes longueurs d'onde?
Je me prépare à l'examen et je sens que cette question va tomber!

Merci pour votre aide précieuse

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Relation entre spectre d'absorption et d'émission 01-05-11 à 20:37

Bonsoir,

Pour répondre à cette question, il faut savoir définir la fluorescence (à ne pas confondre avec la phosphorescence). Défini le moi.

Posté par
Chemistette
re : Relation entre spectre d'absorption et d'émission 02-05-11 à 10:23

J'ai bien compris mon cours et ce qu'était la fluorescence et sa différence avec la phosphorescence.
La fluorescence est l'émission radiative accompagnant le retour à l'état fondamental depuis un état de même multiplicité.

En fait, ma question est hors cours...

J'ai pensé à plusieurs explications:

-soit la molécule perd de l'énergie sous forme de vibration avant de redescendre, et donc la fluorescence est moins énergétique et déplacée vers les grandes longueurs d'onde. D'où le spectre "décalé"

-j'ai aussi lu qu'il y avait un rôle du solvant qui doit se réorganiser, et que la différence d'énergie entre les pics de fluorescence et d'absorption est due à la réorganisation du solvant autour de la molécule étudiée.

Qu'en pensez vous?

A la rigueur, je peux comprendre tout cela. Le vrai problème est en fait la similitude entre les deux spectre, l'image miroir. Pas seulement le décalage.

Merci!

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Relation entre spectre d'absorption et d'émission 02-05-11 à 14:36

Bonjour,

Pour les defs, un peu court mais tu sembles ok.

Je vais te donner ma vision des choses, sachant que je suis moi même chimiste (donc, pas un spécialiste de la spectro).

Déjà, pourquoi tu as un déplacement entre excitation et fluorescence. Ca, c'est assez facile à cerner.

Premier cas, tu as une molécule isolée que tu excites. Dans ce cas, tu n'auras pas ce déplacement. En effet, la fluorescence est un phénomène uniquement radiatif. Donc, sans moyen d'échanger de l'énergie avec l'extérieur, elle va avoir une fréquence des fluorescence égale à celle d'excitation.

Deuxième cas, ta molécule n'est pas toute seule (que ce soit un solvant, d'autres molécules, une paroi, etc...). Là, tu auras divers intéractions possibles comme les chocs, les interactions dipoles-dipoles, réactions photochimique comme les cycloaddtions etc... Déjà, tu excites ta molécule avec une certaine fréquence qui était dans son état fondamental. Durant le temps que la molécule est excitée (j'ai plus d'ordre de grandeurs de tête, si tu en as un sous la patte), elle peut se relaxer de manière non radiative avec son environnement afin d'atteindre une plus grand stabilité par les voies déjà citées. Déjà là, elle n'est plus au même niveau d'énergie que pour l'état excité à t=0. La molécule fluoresce et revient à l'état fondamental. Cependant, rien n'assure que le milieu solvant soit resté dans la même configuration. Donc, l'énergie de l'état d'arrivé n'est pas exactement le même aussi. Donc, on a diminué DeltaE, et donc augmenté lambda par E=hv.

Pour le "miroir", j'en suis moins sûr mais cela doit s'expliquer par le fait que tu effectues les mêmes transitions. Par contre, les transitions de plus fortes énergies ont une plus grande probabilité d'échanger de l'énergie et en plus grande quantité. Donc, elles subiront un décalage plus important en longueur d'onde. Cela étant dit, rien n'assure une parfaite symétrie surtout pour les pics faibles qui risquent d'être noyé dans le reste du spectre.

J'espère avoir été clair ?

Concernant tes propositions, je trouve le vocabulaire peu adapté. Déjà, tu ne perds pas forcément de l'énergie en vibrant (cf. oscillateur harmonique). Mais il y avait de l'idée (c'est bien que tu aies pensé au solvant !).



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