Spectrométrie UV

Orbitales frontières et spectrométrie UV

Les transitions électroniques ont pour origine l’absorption des photons par les électrons de la couche externe de la molécule.
La transition s’effectue entre l’orbitale moléculaire occupée de plus haute énergie (HO) à l’orbitale moléculaire inoccupée de plus basse énergie (BV).Ce sont les orbitales frontières.
Lorsque le faisceau lumineux incident est compris entre 190 et 1100 nm, on parle de spectrométrie UV-visible.

La notation anglaise des orbitales frontières s’écrit :
- HOMO pour Highest Occupied Molecular Orbital
- LUMO pour Lowest Unoccupied Molecular Orbital

Orbitales frontières

Le retour à l’état fondamental (état vibrationnel le plus bas) peut s’effectuer de différentes façons :

  1. émission de photons
  2. processus thermique
  3. conversion interne

Le retour à l’état fondamental avec émission de photon est mis à profit dans les techniques de fluorescence et phosphorescence

Les transitions électroniques les plus probables se produisent entre états de même multiplicité de spin.
L’absorption d’un photon par une molécule dans un état fondamental singulet conduira donc préférentiellement à un état excité singulet. Le retour à l’état fondamental singulet se produira plus facilement à partir d’un état excité singulet qu’à partir de l’état excité triplet.
Les états excités singulet et triplet ont des durées de vie différentes : 10-8 à 10-5 seconde pour un état singulet (S) et 10-4 à quelques secondes pour un état triplet (T).