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Être simplet devant l'état singulet et triplet


Être simplet devant l'état singulet et triplet

Messagepar kinésine » 22 Oct 2014, 16:37

Salut !

Un problème de compréhension concernant le diagramme de Perrin-Jablonsky.

Ce que je crois avoir compris jusque là : pour faire de la phosphorescence il faut passer de l'état S1 (singulet) à l'état T1 (triplet) :
1) Conversion inter système avec inversion du spin : Image devient Image
2) Relaxation vibrationelle jusqu'à T1 à cause des instabilités dues à l'inversion du spin.

Mais je ne comprends pas comment T1 peut se trouver dans un niveau d'énergie plus bas, alors que cette inversion de spin devrait au contraire déstabiliser énormement l'atome ? Je ne vois pas comment ça peut se faire spontanément :question:
Dernière édition par kinésine le 22 Oct 2014, 23:14, édité 1 fois.
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Re: Être simplet devant l'état singulet et triplet

Messagepar Mewtwo » 22 Oct 2014, 19:34

Salut kinésine ! Tu veux me pousser dans mes derniers retranchement c'est ça ? :P

Ta question est parfaitement légitime et très intéressante. Je vais essayer d'y répondre de manière simple pour que tu comprennes.

En gros, effectivement, cet état triplet est instable. Mais c'est un peu comme si un noyau excité transmettait son énergie à un électron du cortège électronique (tu le reverras en biophysique, le phénomène est appelé conversion interne). Globalement la nouvelle stabilité du noyau (de plus basse énergie) se fait au dépend de l'instabilité de l'électron qui se voit carrément être ionisé. Mais tu vois que l'excitation n'est pas "gratuite", il y a eu transfert d'énergie.

Il faut faire le même raisonnement en ce qui concerne les spins, il faut clairement les séparer des niveaux d'énergies électroniques en les considérant comme des entités "à part" (même si le spin est une caractéristique intrinsèque d'une particule, notamment des électrons dont il est question ^^). Donc l'acquisition de l'état plus instable des spins n'est pas gratuit, l'excitation au niveau des spins (passage d'un anti-parallélisme vers un parallélisme) s'est fait en en échange de quoi ? Elle s'est fait en échange de la désexcitation de l'électron et sa stabilisation vers une orbite plus stable. :P

Tu as compris ? ^^

Pour aller plus loin, et pour te montrer un exemple de parallélisme des spins à l'origine d'un transfert d'énergie dans le sens inverse de désexcitation des spins, sache qu'un atome d'hydrogène passant d'un état où le spin de son électron et son proton sont parallèles (instabilité) émettra un photon de longueur d'onde 21 cm quand les spins redeviendront antiparallèles (stable). Voilà tout ce que je peux te dire sur ça. ^^

Bonne soirée. :)
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Re: Être simplet devant l'état singulet et triplet

Messagepar kinésine » 22 Oct 2014, 21:40

Tu as très bien répondu à ma question ! :clap:

Donc le bilan énergétique global va vers une stabilité, mais c'est au prix d'un "sacrifice" de spin d'un électron si j'ai bien compris. Tout est tellement plus simple avec la biophysique !

Une dernière question cependant, (désolée si je te pousse un peu plus loin dans tes retranchements, si tu ne sais pas, pas la peine de passer ta soirée sur ça hein) lors de la phosphorescence en elle même - comme on a un passage de T1 à S0 - on a simultanément retour d'un spin "normal" et émission du photon à la longueur d'onde de 21 cm ? (Pas très important dans le cadre du cours mais l'état fondamental doit quand même retrouver un spin antiparallèle à un moment donné, non ?)

Bonne soirée et merci ! :bye:
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Re: Être simplet devant l'état singulet et triplet

Messagepar Mewtwo » 22 Oct 2014, 22:39

Donc le bilan énergétique global va vers une stabilité, mais c'est au prix d'un "sacrifice" de spin d'un électron si j'ai bien compris. Tout est tellement plus simple avec la biophysique !


Je pense que tu as compris, on peut effectivement dire qu'on sacrifie la stabilité des spins, c'est comme une forme de stockage d'énergie en soit d'où l'exemple que je te donne en italique. ^^

lors de la phosphorescence en elle même - comme on a un passage de T1 à S0 - on a simultanément retour d'un spin "normal" et émission du photon à la longueur d'onde de 21 cm ? (Pas très important dans le cadre du cours mais l'état fondamental doit quand même retrouver un spin antiparallèle à un moment donné, non ?)


Je suis allé un peu loin déjà en te donnant l'exemple en italique, c'était juste pour te montrer que ça peut aller dans les deux sens et que les spins peuvent stocker de l'énergie (c'est fou quand on y pense pas vrai ?). Mais pas d'histoire de photon 21 cm ici attention, c'est uniquement le cas particulier du spin d'un PROTON parallèle au spin d'un électron, ne retiens surtout pas ça. :P (désolé si j'ai pas été clair pour le coup :( )

Bref, en tout cas si ton électron décide d'enchaîner avec un T1 -> S0 après avoir relaxé depuis le premier croisement intersystème en transferant son énergie à la molécule (relaxation vibrationnelle), je pense que l'état parallèle est effectivement brisé et selon moi les spins vont redevenir "normaux" (anti-parallèles). Mais après je ne saurais te dire comment ça fonctionne exactement dans ce cas là, je discuterai de ce point avec le professeur et je te dirai l'explication claire et précise du phénomène si lui-même est informé sur ce sujet. :P (on est d'accord c'est vraiment par curiosité ! :D )

Bonne soirée kinésine. :)
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Re: Être simplet devant l'état singulet et triplet

Messagepar kinésine » 22 Oct 2014, 23:13

Je n'avais pas vu qu'on parlait de l'atome d'hydrogène autant pour moi ça m'apprendra à lire trop vite ! Du coup c'est vrai qu'on s'écarte un peu du sujet :mrgreen: mais ça montre bien l'aspect énergétique !

Merci infiniment pour tes excelletes réponses et ton investissement (je passe en résolu quand même hein)
Bonne nuit :dance:
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