یادداشت هایی از شیمی

فسفرسانس و فلوئورسانس ولومینسانس پدیده هایی هستند که از تاثیر نور بر اجسام نشأت می گیرد.وقتی نور با طول موج مناسبی به مولکول برخورد کند الکترون های آن برانگیخته می شود این برانگیختگی حدود 10به توان 15- ثانیه طول می کشد والکترون دوباره به تراز اصلی خود بر می گردد.در برگشت الکترون بیشتر انرژی به صورت گرما نشر پیدا می کند ولی می تواند مقداری از آن به صورت نور مریی نیز باشد.منشا نشر درفسفرسانس تریپلت  ( Triplet) و فلوئورسانس سینگلت ( Singlet ) ولومینسانس هنوز مشخص نشده است.

اگر شباهت دو پدیده  فسفرسانس و فلوئورسانس در نشر نور باشد تفاوت آنها در اختلاف زمانی بین این دو دریافت و تابش یا به عبارت دیگر دوام تابش است. اگر زمان تحریک کمتر از ۱۰ به توان ۸- ثانیه باشد، این پدیده را فلوئورسانس می نامیم و اگر زمان تحریک بیش از ۱۰ به توان ۸- ثانیه باشد آن را فسفرسانس می نامیم. به عبارتی در فسفرسانس تحریک طولانی‌تر و تشعشع طولانی‌تری داریم و در فلوئورسنس تحریک کوتاهترتر و تشعشع کوتاه‌تری داریم.

در فلوئورسانس که نمونه آن نور مهتابی یا صفحه تلویزیون است تابش آنی است و تقریبا بلافاصله بعد از قطع نور تمام می‌شود. در حالی که در فسفرسانس ماده بعد از قطع نور نیز تا مدتی به تابش ادامه میدهد که مقدار آن بسته به ماده مورد استفاده می تواند تغییر کند.

در فلوئورسانس برانگیختگی میان دو تراز انرژی اصلی با انرژی‌های E1 و E2 اتفاق می‌افتد که جابجایی بین آنها کاملا آزاد است. الکترون با دریافت انرژی بر انگیخته شده وبه تراز E2 می رود وپس از آن دوباره به تراز اول بر می‌گردد و فوتونی با انرژی E2-E1 تابش می‌کند.به عبارت دیگریکی از الکترون های  زوج الکترون ترازE1 که به صورت Singlet   می باشدبه تراز E2برانگیخته می شود بدون اینکه در جهت اسپین آن تغییری ایجاد گردد سپس این الکترون مجددا به تراز E1 سقوط می کند و انرژی خود را به صورت گرما و نور آزاد می کند

 اما در فسفرسانس ماجرابدلیل وجود یک تراز میانی کمی پیچیده‌تر است، این تراز که مابین تراز پایه و برانگیخته قرار دارد تراز نیمه‌پایدار می باشد ( برای کسب اطلاعات بیشتر به نمودار های اورگل در میدان بلور قوی و ضعیف مراجعه کنید ) و مانند یک دام برای الکترون‌ها عمل میکند. الکترون دراین مرحله دچار تغییر اسپین می شود و مقداری از انرژی برانگیختگی صرف تبدیل Singlet به Triplet می شود به خاطر شرایط خاص این تراز انتقال الکترون از آن به سایر ترازها ممنوع واحتمال آن بسیار کم است، بنابراین چنانچه الکترونی پس از برانگیختگی از تراز E2 در دام تراز نیمه‌پایدار بیافتد، تا زمانی که به طریقی دیگر مجددا برانگیخته شود و به تراز E2 برگردد آنجا خواهد ماند. این اتفاق می‌تواند تحت تاثیر جنبشهای گرمایی اتمها یا مولکولهای مجاور و یا برانگیختگی نوری روی دهد اما احتمال وقوع آن بسیار کم است. به همین دلیل چنین الکترونهایی تا مدتها در تراز میانی می‌مانند (بسته به ساختار اتمی ماده و شرایط محیطی) وهمین عامل تاخیر در باز تابش بخشی از انرژی دریافت شده است. تحریک این ماده‌ها به گونه‌های مختلف انجام می‌شود: بمباران فوتونی، الکترونها، یونهای مثبت، واکنشهای شیمیایی، گرما و گاهی اوقات (مخصوصاً در جانداران) تنش های مکانیکی... راز کرمهای شب تاب در فسفرسانس است.

برای ساختن موادفسفرسانس و فلوئورسانس باید ترکیبی وجود داشته باشد که با استفاده از نور معمولی انرژی بگیرد و طول تابش ان زیاد باشد. برای مثال دو ترکیبی که این ویژگی‌ها را دارند مثل (Zinc Sulfide) و (Strontium Aluminate) که (Strontium Aluminate) برای طول تابش بیشتر بهتر است ،شاید تعجب کنید که از این خاصیت در سلول های خورشیدی  (  Solar Cell) و شیمی درمانی تومور های سرطانی ( Photo Dynamic Therapy ) استفاده می گردد در سالهای اخیر به علت اهمیت ارزش سوخت های فسیلی و پیدا کردن جایگزینی برای این سوخت ها و نیز افزایش روز افزون بیماری سرطان دانشمندان شیمیست را ترغیب کرده تا با سنتز ترکیبات کمپلکس راه حلی برای این مشکلات بشری پیدا کنند.