N° 382-383 février-mars 2014

Molécules et lumière : une histoire d’électrons

Pagination : 93-99
Sous-thème : Domaines d'applications
Mots-clés : Excitation électronique, processus photo-induits, chromophores organiques et inorganiques, photochromisme, luminescence, isomérisation, transfert d’électrons, chimie théorique.
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© 1990, Wiley-Interscience pub.

Représentation schématique de surfaces d’énergie potentielle décrivant les processus photochimiques élémentaires.

Lorsqu’un photon est absorbé par une molécule, il se produit une transition de l’état électronique le plus stable de la molécule (état fondamental) vers un état électronique d’énergie supérieure (état excité). Le spectre d’absorption est ainsi une signature de la structure électronique moléculaire. L’état excité, instable, va restituer l’énergie reçue par des processus radiatifs (émission de photons) et/ou non radiatifs (dissociation, isomérisation, transfert de charge).

Les enjeux de la chimie théorique sont notamment de simuler avec précision les spectres d’absorption/d’émission et de contribuer à leur interprétation, de déterminer les modifications structurales induites par la lumière, éventuellement de prévoir les voies de désexcitation empruntées par les molécules excitées.

Cet article présente des exemples récents d’applications des méthodes théoriques à différentes problématiques : le calcul de la couleur perçue par l’œil humain pour des colorants organiques d’intérêts industriels, la détermination de la géométrie des états excités de fluorophores, la compréhension des phénomènes photochromes dans des entités moléculaires complexes, l’isomérisation photo-induite dans un complexe inorganique de rhénium, la compétition entre transfert électronique et émission dans des complexes intercalaires de l’ADN.