CHROMOPHORES: GROUPES, FONCTIONS ET APPLICATIONS - LA BIOLOGIE - 2025

Les chromophores sont les éléments de l'atome une molécule responsable de la couleur. À cet égard, ils sont porteurs de divers électrons qui, une fois stimulés par l'énergie de la lumière visible, reflètent la gamme des couleurs.

Au niveau chimique, le chromophore est chargé d'établir la transition électronique de la bande du spectre d'absorption d'une substance. En biochimie, ils sont responsables de l'absorption de l'énergie lumineuse impliquée dans les réactions photochimiques.

Couleurs Le fond Fond d'écran coloré

La couleur perçue à travers l'œil humain correspond aux longueurs d'onde non absorbées. De cette manière, la couleur est une conséquence du rayonnement électromagnétique transmis.

Dans ce contexte, le chromophore représente la partie de la molécule chargée d'absorber les longueurs d'onde du visible. Ce qui influence la longueur d'onde réfléchie et donc la couleur de l'élément.

L'absorption du rayonnement UV est réalisée en fonction de la longueur d'onde reçue par la variation du niveau d'énergie des électrons et de l'état de réception: excité ou basal. En effet, la molécule acquiert une certaine couleur lorsqu'elle capte ou transmet certaines longueurs d'onde visibles.

Groupes de chromophore

Les chromophores sont organisés en groupes fonctionnels responsables de l'absorption de la lumière visible. Les chromophores sont normalement constitués de doubles et triples liaisons carbone-carbone (-C = C-): comme un groupe carbonyle, un groupe thiocarbonyle, un groupe éthylène (-C = C-), un groupe imino (C = N), un groupe nitro, groupe nitroso (-N = O), groupe azo (-N = N-), groupe diazo (N = N), groupe azoxy (N = NO), groupe azométhine, groupe disulfure (-S = S-), et le des cycles aromatiques tels que la paraquinone et l'orthoquinone.

Les groupes chromophores les plus courants sont:

• Chromophores éthyléniques: Ar- (CH = CH) n -Ar; (n≥4)
• Chromophores azoïques: -RN = NR
• Chromophores aromatiques:
  • Dérivés du triphénylméthane:
  • Dérivés de l'anthraquinone
  • Phtalocyanines
  • Dérivés hétéro-aromatiques

Les groupes chromophores présentent des électrons résonnant à une certaine fréquence, qui capturent ou rayonnent en continu la lumière. Une fois attachés à un cycle benzène, naphtalène ou anthracène, ils améliorent l'absorption des radiations.

Cependant, ces substances nécessitent l'incorporation de molécules de groupements auxochromiques, afin de renforcer la coloration, fixant et intensifiant le rôle des chromophores.

Mécanisme et fonction

Au niveau atomique, le rayonnement électromagnétique est absorbé lorsqu'une transformation électronique se produit entre deux orbitales de niveaux d'énergie différents.

Au repos, les électrons sont dans une certaine orbitale, lorsqu'ils absorbent de l'énergie, les électrons vont vers une orbitale supérieure et la molécule passe à un état excité.

Dans ce processus, il existe un différentiel d'énergie entre les orbitales, qui représente les longueurs d'onde absorbées. En effet, l'énergie absorbée pendant le processus est libérée et l'électron passe de sa forme excitée à sa forme originale au repos.

En conséquence, cette énergie est libérée de diverses manières, la plus courante étant sous forme de chaleur, ou en libérant de l'énergie par diffusion de rayonnement électromagnétique.

Ce phénomène de luminescence est courant dans la phosphorescence et la fluorescence, où une molécule s'éclaire et acquiert de l'énergie électromagnétique, passant dans un état excité; Lors du retour à un état basal, de l'énergie est libérée par l'émission de photons, c'est-à-dire par rayonnement de lumière.

Auxochromes

La fonction des chromophores est liée aux auxochromes. Un auxochrome constitue un groupe d'atomes qui, couplés à un chromophore, modifient la longueur d'onde et l'intensité d'absorption, influençant la manière dont ledit chromophore absorbe la lumière.

Un auxochrom seul ne peut pas produire de couleur, mais attaché à un chromophore, il a la capacité d'intensifier sa couleur. Dans la nature, les auxochromes les plus courants sont les groupes hydroxyle (-OH), le groupe aldéhyde (-CHO), le groupe amino (-NH2), le groupe méthylmercaptan (-SCH3) et les halogènes (-F, -Cl, -Br, -JE).

Le groupe fonctionnel des auxochromes a une ou plusieurs paires d'électrons disponibles qui, lorsqu'ils sont attachés à un chromophore, modifient l'absorption de la longueur d'onde.

Lorsque les groupes fonctionnels sont directement conjugués avec le système Pi du chromophore, l'absorption est intensifiée à mesure que la longueur d'onde qui capte la lumière augmente.

Comment la couleur change-t-elle?

Une molécule a une couleur dépendant de la fréquence de la longueur d'onde absorbée ou émise. Tous les éléments ont une fréquence caractéristique appelée fréquence naturelle.

Lorsque la longueur d'onde est d'une fréquence similaire à la fréquence naturelle d'un objet, elle est plus facilement absorbée. À cet égard, ce processus est connu sous le nom de résonance.

Il s'agit d'un phénomène par lequel une molécule capte un rayonnement d'une fréquence similaire à la fréquence du mouvement des électrons dans sa propre molécule.

Dans ce cas, le chromophore intervient, un élément qui capte le différentiel d'énergie entre les différentes orbitales moléculaires qui sont dans le spectre lumineux, de telle sorte que la molécule est colorée car elle capte certaines couleurs de la lumière visible.

L'intervention des auxochromes provoque la transformation de la fréquence naturelle du chromophore, donc la couleur est modifiée, dans de nombreux cas la couleur est intensifiée.

Chaque auxochrome produit certains effets sur les chromophores, modifiant la fréquence d'absorption des longueurs d'onde de différentes parties du spectre.

Application

En raison de leur capacité à donner de la couleur aux molécules, les chromophores ont diverses applications dans la production de colorants pour l'industrie alimentaire et textile.

En effet, les colorants ont un ou plusieurs groupes chromophores qui déterminent la couleur. De même, il doit avoir des groupes auxochromiques qui permettent le potentiel et fixent la couleur sur les éléments à colorer.

L'industrie de la fabrication de produits colorants développe des produits particuliers sur la base de spécifications spécifiques. Une infinité de colorants industriels spéciaux ont été créés pour n'importe quelle matière. Résistant à divers traitements, y compris une exposition continue au soleil et un lavage prolongé ou des conditions environnementales difficiles.

Ainsi, les fabricants et industriels jouent avec la combinaison de chromophores et d'auxochromes pour concevoir des combinaisons offrant un colorant plus intense et plus résistant à faible coût.

Références

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