발광

시스템이 흡수한 모든 에너지는 방출되어야 합니다. 예를 들어 발광, 열 또는 분자의 구조적 변화의 형태로 여러 가지 방식으로 발생합니다. 과학자 세르게이 바빌로프(Sergei Vavilov)에 따르면, "발광은 주어진 스펙트럼 영역과 주어진 온도에서 동일한 신체의 온도 복사에 대한 신체 복사의 초과이며, 이는 또한 유한한 조명 시간을 특징으로 합니다. 즉, 사라지지 않습니다. 흥분이 중단된 직후."

발광의 종류

우리는 발광을 자극하는 요소에 따라 다양한 유형의 발광을 구별합니다. 가장 인기있는 것은 다음과 같습니다.

1. 여기 인자가 가시광선, 자외선 또는 적외선 스펙트럼의 전자기 복사인 광발광. 빛의 형태로 방출되는 에너지는 일반적으로 여기 에너지보다 적습니다.
2. 물질이 화학 반응에 의해 여기되는 화학발광은 예를 들어 루미놀의 산화로 인해 발생합니다. 강력산화제인 루미놀과과산화수소 혼합물을 분사해 범죄 현장에서 혈액을 검출하는 용도로 사용된다.
3. 생화학 반응의 결과로 물질이 여기되는 것을 특징으로 하는 생물발광은 반딧불이에서 관찰할 수 있습니다. 실제로, 이러한 유형의 방사선 방출은 루시페라아제에 의한 루시페린의 산화로 이어지는 효소 반응에 의해 발생합니다. 모든 살아있는 유기체는 생물 발광의 잠재력을 가지고 있지만 일반적으로 눈에 띄기에는 너무 낮습니다.
4. 전계발광(Electroluminescence): 고체의 여기가 교류 또는 일정한 전기장에서 발생하는 반면 기체는 전기 방전 하에서 전계발광을 겪습니다. 이 현상은 무엇보다도 형광등, 전자발광 축전기 및 이미지 변환기에 사용됩니다.
5. X선 발광은 X선에 의해 발생하는 빛의 방출입니다. 이미지 품질을 개선하는 데 사용되는 강화 스크린은 텅스텐산 칼슘을 사용하여 이러한 현상을 기반으로 합니다.

또한, 방사선 발광, 전자 자극 발광, 음파 발광, 트리볼루미네슨스 및 열발광과 같은 많은 다른 유형의 발광이 있습니다.

축광

Photoluminescence는 화학 분석에서 가장 자주 사용되는 현상입니다. 그것은 전자 전이의 메커니즘에 따라 두 가지 주요 범주로 분류될 수 있으며, 에너지 흡수와 방출 사이의 시간에 따라 더 명확하게 분류될 수 있습니다. 이것들은:

• 에너지 흡수에서 방출까지 ^10-8 초 이상 경과하지 않는 단기 조명인 형광. 전자의 높은 에너지 준위에서 낮은 전자로 자발적으로 전이하는 경우에 발생합니다.
• 인광은 에너지 흡수로부터 10 ^-8 초 이상의 시간에 발생하는 장기 조명 현상이다. 때로는 빛을 발산하는 데 몇 시간 또는 며칠이 걸리기도 합니다. 이러한 유형의 에너지는 준안정 수준의 존재를 필요로 하며 매체의 열 에너지의 참여로 생성됩니다.

형광 및 인광의 에너지는 여기 방사선의 에너지보다 훨씬 낮습니다. 이는 비방사성 열 전이를 통한 분자의 에너지 저하로 인해 발생합니다. 방출된 광자는 들뜬 광자보다 에너지가 낮기 때문에 방출 스펙트럼은 더 긴 파장으로 이동합니다. 인광 스펙트럼은 분자 상태의 전이가 형광의 경우와 같이 0 여기 단일항 상태 S ₁ 수준에서 발생하는 것이 아니라 0 삼중항 상태 T ₁ 수준에서 임의의 진동으로 발생하기 때문에 가장 많이 이동합니다. 싱글렛 바닥 상태 S ₀ 의 회전 수준. 이러한 전환은 Jablonski 다이어그램에서 그래픽으로 관찰할 수 있습니다.

형광

형광은 화학 분석에서 가장 자주 사용되는 발광 현상입니다. 이러한 방사선 방출은 흡수 스펙트럼, 형광 스펙트럼, 절대 형광 양자 효율 및 방출 지속 시간과 같은 몇 가지 기본 기능으로 설명됩니다. 절대 양자 수율은 여기 방사선의 양자 수에 대한 방출된 방사선의 양자 수의 비율입니다. 방출 지속 시간은 형광 강도가 특정 값으로 감소하는 시간입니다. 농도 담금질도 흥미로운 현상입니다. 그것은 형광이 감소하기 시작하는 용액 내 형광체의 농도 한계를 특징으로 합니다. 형광체는 발광을 나타내는 화합물입니다. 이들은 예를 들어 중합체, 에오신, ZnS 황화물 및 이트륨 옥시황화물입니다.

유기 화합물의 광발광

광 발광과 관련하여 유기 분자가 나타내는 많은 규칙성이 있음이 밝혀졌습니다. 그들의 형광 밴드는 흡수 밴드와 관련하여 더 긴 파장으로 이동하지만 스펙트럼은 부분적으로 겹칩니다. 또한 여기 광 강도, 흡수 및 형광 및 형광의 양자 수율 사이에는 비례 관계가 있습니다. 따라서 정성 및 정량 분석에 활용이 가능합니다. 이 현상을 이용한 정량분석을 분광형광법이라고 합니다. 이 기술은 흡수 분광광도법에 비해 검출 한계가 낮고 매우 선택적입니다. 선택성은 이중 결합의 공액 시스템을 갖는 아릴 화합물의 유도체인 특정 화합물이 형광을 받는다는 사실에서 기인합니다. 실제로 이것은 구조에 방향족 고리가 많을수록 화학 물질의 형광 특성이 강하다는 것을 의미합니다. 유기 화학 에서 분광형광법의 적용에는 비타민, 아미노산 , 단백질과 같은 생물학적 활성 화합물의 분석이 포함됩니다. 항생제를 포함한 의약품; 탄수화물 및 지방 과 같은 식품 화합물 및 PAH(다환 방향족 탄화수소)와 같은 환경 독성 물질.

무기 화합물의 분광형광법

형광 측정 현상에 기반한 무기 화학 분석은 알루미늄, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘 및 희토류 원소와 적절한 유기 리간드가 있는 원소 사이의 킬레이트 착물 형성 메커니즘을 사용하여 수행됩니다. 이러한 복합체는 특정 형광을 나타내며 검출 한계는 매우 낮습니다.

표 1. 금속 및 LoD의 형광 측정에 사용되는 시약의 예.