Cela n'est pas facile à expliquer à un niveau de 1re de lycée, car pour comprendre la couleur des substances, il faut avoir des notions de mécanique quantique.
Mais on peut simplifier :
- Tu sais peut-être que dans un atome ou une molécule, les électrons ne peuvent occuper que certaines régions de l'espace (appelées orbitales atomiques, ou orbitales moléculaires) et ainsi que chaque électron possède une énergie bien précise. Les électrons ne sont pas n'importe où, et n'ont pas n'importe quelle énergie. Tout cela est quantifié (d'où le nom de mécanique quantique).
- Peut-être sais-tu aussi que les électrons peuvent "sauter" d'une orbitale à une autre, en faisant des sauts d'énergie qui sont donc quantifiés. La molécule passe alors d'un état
fondamental (le plus bas en énergie) vers un état
excité (plus haut en énergie). Un électron sur une orbitale peut être excité à l'aide d'un rayonnement électromagnétique, c'est-à-dire une lumière, pour se retrouver sur une orbitale d'énergie supérieure. Pour pouvoir réaliser cette transition électronique, il faut que l'énergie de la lumière excitatrice corresponde à l'énergie de transition entre les orbitales.
- Imagine donc une molécule ayant une transition électronique possible dont l'énergie corresponde à une lumière située dans le spectre visible, par exemple de longueur d'onde 530 nm (lumière verte). Si tu envoies de la lumière blanche, laquelle est composée de toutes les ondes du spectre visible entre 400 et 780 nm, sur un grand nombre de cette molécule, alors les molécules vont
absorber plus particulièrement la lumière verte (
l'absorption de lumière correspond à une excitation des molécules). Elles ne vont pas absorber les autres lumières, et donc ces autres lumières vont traverser ou se réfléchir sur la substance. Vue avec nos yeux, les lumières qui n'ont pas été absorbées seront perçues comme une certaine couleur.
Et de quelle couleur d'après-toi ?? Hé bien, de la couleur
complémentaire du vert, dans ce cas là, c'est-à-dire le pourpre. (Voir les explications sur les pages
Jus de chou rouge et
Éclatement de ballon à distance).
Donc déjà, tu peux comprendre que la couleur d'une substance va dépendre des fréquences, ou des longueurs, du rayonnement qu'elle est capable d'absorber. Et que si on modifie un peu les énergies des électrons dans une molécule, alors on va modifier un peu les énergies de transitions possibles.
C'est exactement ce que font certains groupements chimiques
auxochromes : ils modifient un peu les énergies de transition d'un squelette
chromophore de base, à la hausse ou à la baisse (
hypsochromes ou
bathochromes), modifiant ainsi les couleurs absorbées, et donc l'aspect coloré total.
Voilà quelques explications.
