Fluorescência, Substâncias, Fenômeno, Luz Fluorescência
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A explicação teórica da fluorescência pressupõe que o fóton, quantum de energia eletromagnética (luz), ao ser absorvido pela molécula de uma substância, excita seus elétrons, fazendo-os saltar para níveis energéticos superiores. A molécula assim ativada transforma o excesso de energia em movimento, chocando-se com as moléculas vizinhas.
Dessa forma, o efeito inicial da radiação incidente se propaga em todas as direções. Em certos casos, esse excesso de energia também é emitido sob forma de radiação, quase sempre com freqüência inferior, quando o elétron retorna a seu nível energético original, o que dá origem à fluorescência.
A fluorescência é a propriedade de algumas substâncias para refazer, na maioria dos casos, um comprimento de onda maior e, por conseguinte, de energia mais baixa, a radiação electromagnética recebido, em particular para absorver a radiação na ' ultravioleta e emitem no visível.
Um exemplo deste processo, vemos em todos os materiais que contêm pigmentos fluorescentes, tais como na tinta dos marcadores e tintas fluorescentes. As propriedades de um objecto fluorescente, muitas vezes tornam-se evidentes com a utilização de uma lâmpada de Wood , mas, dependendo do material pode exigir um comprimento de onda mais curto.
Uma radiação incidente (no exemplo de uma lâmpada de Wood é luz ultravioleta) excita os átomos da substância fluorescente, promovendo um electrão para uma energia mais elevada (ver orbital ) ligado menos, mais energia e, portanto, mais "exterior".
Dentro de algumas dezenas de nanosegundos, os elétrons excitados retorna ao nível anterior em dois ou mais estágios, ou seja, passando por um ou mais estados excitados de energia intermediária.
Todas, excepto uma decai são, geralmente, não radiativa, enquanto que o último emite luz com um comprimento de onda maior do que a radiação incidente (e não necessariamente no espectro visível): esta luz é chamado de "fluorescência".
Fatores que afetam a fluorescência
Os fatores que determinam o mecanismo mais provável são diferentes: a fase da amostra, o modo com o qual é fornecida energia à molécula, da natureza do estado electrónico animado e PES , a pressão (se for uma molécula em fase gasosa ) e a presença de outras espécies químicas que podem promover ou inibir a têmpera ou a transferência de energia intramolecular. Por exemplo, a fluorescência ocorre facilmente para os átomos em fase gasosa a baixa pressão. Não havendo níveis de energia de rotação e vibração num sistema atómico, os mecanismos não-radiativos são altamente improváveis, especialmente a baixa pressão. Além disso, o relaxamento química (reacções de isomerização, dissociação e outros) não é possível. A fluorescência é também influenciada pela estrutura da molécula. Por exemplo, as moléculas rígidas que os sistemas actuais de ligações duplas conjugadas, prestam-se muito bem para a fluorescência: em moléculas particulares onde existem estruturas aromáticas, em que o fenómeno de ressonância para as ligações duplas estão espalhados por toda a estrutura, se animado originar para p ? * transições p e, assim, facilitar a fluorescência. Temperatura é outro factor que influencia a fluorescência, de facto, a temperatura depende do estado vibracional da molécula: assim pode promover a conversão interna.
A fluorescência é um dos dois processos radiativos , juntamente com a fosforescência , que pode ocorrer com o relaxamento de uma molécula excitada. A distinção entre os dois processos foi originalmente feitas de acordo com o tempo de vida da radiação: a fluorescência da luminescência cessa quase imediatamente após a remoção da radiação de excitação, enquanto no fosforescência radiação continua a ser emitido, pelo menos, durante um curto período de tempo, mesmo após a eliminação da fonte emocionante.
Peter Atkins, Julio de Paula, Físico-Química , 4 a ed., Bologna, Freeman, setembro de 2004. ISBN 88-08-09649-1
Espectometria de fluorescência – Instrumental
Quando raios-X de freqüência suficiente (energia) interagem com uma substância, os elétrons shell interior do átomo está animado para exterior orbitais vazios, ou podem ser completamente removido, o átomo ionizantes. O interior shell "buraco" será então preenchida por elétrons de orbitais exterior. A energia disponível nesse processo de excitação é emitida como radiação (fluorescência) ou irá remover outros menos vinculados elétrons do átomo (efeito Auger). As freqüências de absorção ou de emissão (energias) são características específicas do átomo. Além disso, para um átomo específico, pequena freqüência (energia) variações que são característicos da ligação química ocorrer. Com um aparelho apropriado, esses característicos de raios-X freqüências ou energias de elétrons Auger podem ser medidos. X-ray espectroscopia de absorção e emissão é usado em ciências química e material para determinar a composição elementar e ligação química.
A espectroscopia Raman utiliza o espalhamento inelástico de luz para analisar os modos de vibração e rotação das moléculas. O resultado "impressões digitais" são uma ajuda para análise.
CARROS é uma técnica recente que tem alta sensibilidade e poderosas aplicações para"in vivo"espectroscopia e de imagem.
Há muitos tipos diferentes de técnicas de análise de materiais sob o rótulo de "espectroscopia", utilizando uma grande variedade de abordagens diferentes para as propriedades do material de sondagem, tais como absorção, reflexão, emissão de espalhamento, condutividade térmica e índice de refração.
• Espectroscopia acústica
• Auger espectroscopia é um método utilizado para estudar superfícies dos materiais em escala micro. Ele é frequentemente usado em conexão com microscopia eletrônica.
• Anel cavidade inferior espectroscopia
• Circular Dicroísmo espectroscopia
• Deep-nível espectroscopia transiente mede a concentração e analisa os parâmetros de defeitos eletricamente ativos em materiais semicondutores
• Espectroscopia dielétrica
• Interferometria de polarização dupla mede a componentes real e imaginária do índice de refração complexo
• Força espectroscopia
• Transformada de Fourier espectroscopia é um método eficiente para processamento de dados espectros obtidos com interferômetros. Quase todas as técnicas de espectroscopia no infravermelho (como FTIR) e ressonância magnética nuclear (RMN) são baseados em Fourier transforma.
• Infravermelho transformada de Fourier (FTIR)
• Hadron espectroscopia de estudos do espectro de energia / massa dos hádrons de acordo com a paridade de spin, e as propriedades de outra partícula. Baryon espectroscopia e meson espectroscopia são os dois tipos de hádrons espectroscopia.
• Espectroscopia de elétrons inelásticos tunelamento (IETS) usa a mudanças na corrente devido à interação elétron-vibração inelástica em energias específicas que também pode medir transições opticamente proibidas.
• Espalhamento de nêutrons inelástica é semelhante a espectroscopia Raman, mas utiliza nêutrons ao invés de fótons.
• Laser espectroscopia usa lasers sintonizáveis e outros tipos de fontes de emissão coerente, tais como osciladores paramétricos ópticos, para excitação seletiva de espécies atômicas ou moleculares.
• Ultra espectroscopia a laser rápida
• Espectroscopia mecânica envolve interações com vibrações macroscópicas, como fônons. Um exemplo é a espectroscopia acústica, envolvendo as ondas sonoras.
• Neutron spin echo espectroscopia de medidas dinâmica interna em proteínas e outros sistemas de matéria mole
• Espectroscopia fotoacústica medidas as ondas sonoras produzidas na absorção de radiação.
• Espectroscopia fototérmica de calor medidas evoluiu após a absorção de radiação.
• Espectroscopia Raman atividade óptica exploits espalhamento Raman e atividade óptica efeitos para revelar informações detalhadas sobre os centros quirais em moléculas.
• Terahertz espectroscopia utiliza comprimentos de onda acima de espectroscopia no infravermelho e abaixo de microondas ou ondas milimétricas medições.
• Time-resolved spectroscopy é a espectroscopia de matéria em situações onde as propriedades estão mudando com o tempo.
• Espectroscopia no infravermelho termal mede a radiação térmica emitida por materiais e superfícies e é usado para determinar o tipo de laços presentes em uma amostra, bem como seu ambiente de rede. As técnicas são amplamente utilizados pelos químicos orgânicos, mineralogistas, e os cientistas planetários.