Γιατί τα ηλεκτρόνια στα μόρια χρωστικών είναι ενθουσιασμένοι;
1. φως ως ενέργεια: Το φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ταξιδεύει σε κύματα. Η ενέργεια ενός φωτός κύματος προσδιορίζεται από το μήκος κύματος του - τα μικρότερα μήκη κύματος έχουν υψηλότερη ενέργεια.
2. Μόρια χρωστικής και επίπεδα ενέργειας: Τα μόρια χρωστικής, όπως η χλωροφύλλη στα φυτά, έχουν συγκεκριμένες ρυθμίσεις ηλεκτρονίων μέσα στη δομή τους. Αυτά τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
3. Απορρόφηση: Όταν ένα ελαφρύ κύμα του κατάλληλου μήκους κύματος χτυπά ένα μόριο χρωστικής, η ενέργεια από αυτό το ελαφρύ κύμα μπορεί να απορροφηθεί από ένα ηλεκτρόνιο.
4. Διέμιση: Η απορροφημένη ενέργεια αναγκάζει το ηλεκτρόνιο να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας μέσα στο μόριο. Αυτό ονομάζεται διέγερση.
5. Το ηλεκτρόνιο βρίσκεται τώρα σε ασταθή διεγερμένη κατάσταση. Δεν μπορεί να μείνει εκεί επ 'αόριστον.
Γιατί συμβαίνει αυτό;
* Δομή: Η δομή του μορίου χρωστικής καθορίζει ποια μήκη κύματος του φωτός μπορεί να απορροφήσει. Μόνο μήκη κύματος που ταιριάζουν με τη διαφορά ενέργειας μεταξύ της κατάστασης του εδάφους του ηλεκτρονίου και της διεγερμένης κατάστασής της θα απορροφηθούν.
* Μεταφορά ενέργειας: Η απορροφημένη ενέργεια φωτός μεταφέρεται στο ηλεκτρόνιο, προκαλώντας την μετακίνηση σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
Τι θα συμβεί στη συνέχεια;
Το ενθουσιασμένο ηλεκτρόνιο δεν παραμένει στην ενθουσιασμένη του κατάσταση για πολύ. Τελικά θα χάσει την ενέργεια που απορρόφησε και θα επιστρέψει στην κατάσταση του εδάφους της. Αυτή η απώλεια ενέργειας μπορεί να συμβεί με μερικούς τρόπους:
* Θερμότητα: Η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί ως θερμότητα.
* φθορισμό: Η ενέργεια μπορεί να εκπέμπεται ως φως, συχνά σε μεγαλύτερο μήκος κύματος (χαμηλότερη ενέργεια) από το απορροφημένο φως. Αυτή είναι η διαδικασία που είναι υπεύθυνη για τα χρώματα που βλέπουμε σε πολλές χρωστικές ουσίες.
* Χημικές αντιδράσεις: Σε ορισμένες περιπτώσεις, το διεγερμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προώθηση χημικών αντιδράσεων. Για παράδειγμα, στη φωτοσύνθεση, το διεγερμένο ηλεκτρόνιο στη χλωροφύλλη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χημικής ενέργειας με τη μορφή ATP και NADPH.
Συνοπτικά, τα ηλεκτρόνια στα μόρια χρωστικών ουσιών ενθουσιάζονται με την απορρόφηση της φωτεινής ενέργειας. Αυτό το άλμα ενέργειας τους επιτρέπει να συμμετέχουν σε διάφορες διαδικασίες, όπως φθορισμό και χημικές αντιδράσεις, παίζοντας κρίσιμους ρόλους σε βιολογικές διεργασίες όπως η φωτοσύνθεση και το όραμα.
