10.04.2014
Spektroskopik Yöntemler
•Spektrofotometri (UV-Visible, IR)
Lüminesans
Fluoresans Spektroskopisi
•Kolorimetri
•Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi
•NMR Spektroskopisi
ÖLÇÜLEN ÖZELLİK
IŞININ
ABSORPLANMASI
•ESR (Elektron Spin Rezonans)
Spektroskopisi
•(Kütle Spektrometrisi)
•Emisyon Spektroskopisi
•Atomik Emisyon Spektroskopisi
•Fluoresans Spektroskopisi
IŞININ YAYILMASI
(EMİSYON)
•Radyokimyasal Yöntemler
• Işının belli dalga boyları madde tarafından ABSORBLANIR
(SOĞURULUR, EMİLİR): ABSORBSİYON
Bu enerji maddeyi (yani onu oluşturan atom veya molekülleri)
UYARILMIŞ hale geçirir.
X +
h
Düşük enerji
düzeyi (ground: G
ile de gösterilir)
X*
Yüksek enerji düzeyi
(uyarılmış durum: S1 ile de
gösterilir)
Tanecik eski haline dönerken bu enerji geri verilir:
•
X*
X + ısı
• Uyarılmış madde bir ışın yayabilir: EMİSYON
X*
X + h
Elektromanyetik ışıma, uzayda çok büyük hızla hareket eden bir
enerji türüdür. Elektromanyetik ışımanın en çok karşılaşılan türleri,
gözle algıladığımız görünür ışık ve ısı şeklinde algıladığımız infrared
ışınlarıdır.
Doğrudan alınan güneşışığı %47 kızılötesi, %46 görünür ışık ve
%7 morötesi ışınımdan oluşur.
1
10.04.2014
TEMEL BİLGİLER
Bir atomun ve bir molekülün enerji durumu nelerden
kaynaklanır?
Atomun enerji durumları,
1- Elektronik yapıdaki değişikliklerden kaynaklanır.
Moleküler enerji durumları,
1. Molekülün bir bütün olarak dönmesinden,
2. Atomların birbirine göre titreşimlerinden,
3. Elektronik yapıdaki değişikliklerden kaynaklanır.
Atom ve Moleküllerde Hareket
• Moleküldeki atom çekirdeklerin dönmesi
Düşük frekans: ~109 - 1010 cycles per second.
Spektroskopik yöntemler, Atomik Spektroskopi ve Moleküler
Spektroskopi olmak üzere iki gruba ayrılır. Atomik spektroskopi,
sadece elektronun bir enerji düzeyinden diğer bir enerji düzeyine
geçişini (elektronik geçiş) incelerken, moleküler spektroskopi
elektronik geçişlere ek olarak dönme ve titreşim enerji
düzeyleri arasındaki geçişi de incelemektedir. Bu nedenle çok
atomlu moleküllerin spektrumları atom spektrumlarına göre daha
karmaşıktır. Çünkü; bu atomların enerji düzeylerinin sayıları tek
atomlulara göre daha fazladır. Ayrıca; atomik geçişlere ilişkin
spektrumlar çizgi (hat) şeklindeyken, moleküler geçişlere
ilişkin spektrumlar bant şeklindedir. Elektromanyetik ışınımla
etkileşen bir molekülün toplam enerjisi:
E = Eelektronik + Etitreşim + Edönme
Burada Eelektronik, bağ yapan elektronlara ait enerji düzeyinden
kaynaklanan elektronik enerjiyi, Etitreşim atomlararası titreşim
toplam enerjisini ve Edönme ise molekül içinde dönme
hallerinden oluşan toplam enerjiyi ifade etmektedir.
Bir molekülün enerji düzeylerinin mertebesi nedir ve
tayfın hangi bölgesindeki ışınımlardır?
• Dönme Durumları (10-3 eV), Bu durumlar arasındaki
geçişlerden kaynaklanan tayflar mikrodalga bölgesindedir.
• Titreşim Durumları (0.1 eV), Tayfları (IR) kızılötesi
bölgededir.
• Moleküldeki atom çekirdeklerin titreşimi
Orta frekans: ~1011 - 1013 cycles per second
• Elektronik Durumları (1-2 eV) tayflar görünen ve (UV) mor
ötesi bölge
E
• Moleküldeki elektronların uyarılması
Yüksek frekans: ~1014 - 1017 cycles per second
Dönme
Titreşim
Elektronik
• Bir molekülün dönme ve titreşim enerjileri, molekülün
hemen hemen tüm kütlesini içeren atom çekirdeklerinin
hareketlerinden ötürüdür.
• Molekülün elektronları da, taban duruma karşılık gelen
enerji düzeylerinden daha yüksek düzeylere uyarılabilirler.
Fakat bu düzeylerin aralıkları, dönme veya titreşim
düzeylerinin aralıklarına göre çok büyüktür.
• Elektronik geçişler, tayfın görünür veya morötesi
bölgelerindeki ışınımları içerir. Her geçiş bant adı verilen bir
dizi, birbirine yakın çizgi olarak görünür. Çünkü her
elektronik durumun farklı dönme ve titreşim durumları vardır.
Elektronik
Geçişler
UV
Uyarılmış
elektronik
durum
Temel durum
Dönme
Geçişleri
Mikrodalga
Titreşim
Geçişleri
IR, İnfrared
PY3P05
2
10.04.2014
MOLEKÜLLERİN ELEKTRONCUL TAYFLARI
• Tüm moleküllerin elektronik tayfı varmıdır?
• Dipol momentindeki bir değişiklik her zaman molekülün
elektronik konfigürasyonundaki bir değişiklikle beraber
gerçekleştiğinden, bütün moleküllerin elektronik tayfları
vardır. H2 ve N2 gibi sürekli dipol momenti olmadığı için
dönme ve titreşim tayşarına sahip olmayan moleküllerin
elektron tayfları vardır.
• Çok atomlu bir molekülde elektron uyarılması, çoğu zaman
molekülün şeklinde değişmeye yol açar. Bu değişikliğin
kaynağı; farklı bağ geometrisine yol açan, farklı durumlardaki
elektronların dalga fonksiyonlarının farklı olmasıdır. Örneğin
BeH2 molekülü bir durumda çizgisel diğerinde bükülmüştür.
Çevremizde sıklıkla karşılaştığımız pek çok durum örneğin
floresan lambalar, ateş böcekleri, ışık saçan deniz anaları,
ışıklı demir yolu kurtçukları ve denizde yakamoz oluşumu
lüminesansın bir sonucudur.
Ayrıca 2007 Nobel kimya ödülü de deniz analarının floresans
özellik göstermesini sağlayan yeşil floresan proteinlerin
bulunması ile ilgili çalışmaya verilmiştir.
LÜMİNESANS TÜRLERİ
Yakamoz Nedir?
Yakamoz, uyarıldığında ışık saçan tek hücreli bir deniz canlısıdır. Denizin
ateş böceği olarak da düşünülebilir çünkü iki canlının biyolojik olarak ışık
saçması (biyoluminesans) onları özel kılar. Boyut olarak küçük olan bu
canlının birçoklarının bir araya gelip, ışık saçmasına da yakamoz denir.
Yakamozun gözlemlenebilmesi için diğer ışık kaynaklarının (güneş, ay ve
şehir ışıkları) yakamoz ışıklarını bastırmaması gerekir. Yakamoz
oluştuğunda denizde uzun floresan lambalar yanıyormuş gibi gözükür.
Söz konusu canlıların ışık saçması bir savunma mekanizması olarak
düşünülmektedir. Saldırı altında kalan tek hücreli ışık yayarak, daha büyük
avcıların kendisine saldıranı fark etmesini sağlar. Bu özellik balıkçılar
tarafından da kullanılır. Bazı balıkçı teknelerinde yüksek bir direk ve bu
direğin ucunda oturulacak bir yer vardır. Gırgır motorlarının köprülerinin çok
katlı ve en üst kattan bile kumanda edilebiliyor olmalarının bir sebebi de
budur. Balıkçılardan biri buraya oturarak ay olmayan geceleri balıkların
yakamoz yaparak geçtikleri yolları görüp dümenciyi yönlendirirler veya
doğrudan kendileri tekneye kumanda ederler. Yine yakamoz ışığı
dolayısıyla lüfer avlarken lüks ışığı kullanılır; ışık balık gelsin diye değil
misinanın değdiği, yakamozların çıkardığı ışıktan lüfer korkmasın diye. Lüks
ışığı yakamoz ışığını bastırdığından lüferin misinayı farketmesini engeller.
LÜMİNESANS OLUŞUM MEKANİZMASI
Lüminesans olayı genel olarak
moleküllerin değerlik orbitallerinde
bulunan bir elektronun bir etken
tarafından uyarılması sonucunda
başlatılır. Bir orbitalde en fazla iki
elektron zıt spinlerde eşleşmiş
olarak bulunabilir. Bu duruma
spektroskopide singlet hal denir.
Singlet haldeki bir molekül enerji
absorpsiyonu
ile
spinini
değiştirmeden
üst
enerji
düzeylerine uyarılırsa bu duruma
da uyarılmış singlet hal denir.
Bazı durumlarda uyarılmış singlet
haldeki
elektronun
spininde
değişim gözlenir, bu durum ise
uyarılmış triplet hal olarak
adlandırılır.
LÜMİNESANS
genel
olarak
çeşitli
şekillerde
enerji
absorplayarak elektronik olarak uyarılmış bir molekülün fazla
enerjisinden kurtulurken bu enerjinin tamamını veya bir kısmını
bir ışıma olarak vermesi olayıdır.
Uyarılmış singlet ve triplet
düzeyler birbirlerinden spinlerinin
farklı
olması
yanında
enerjilerinin ve ömürlerinin de
farklı
olması
ile
ayrılırlar.
Uyarılmış triplet halin enerjisi
uyarılmış singlet hale göre daha
düşüktür. Uyarılmış singlet halin
ömrü
yaklaşık
10-5-10-8
s
aralığında iken uyarılmış triplet
halin ömrü ise nispeten daha
büyük ve yaklaşık 10-4-102 s
aralığındadır.
Lüminesans
uyarılma
esnasında
kaynağına göre sınıflandırılır.
kullanılan
enerjinin
1) Enerji kaynağı olarak UV veya görünür bölgeden bir ışıma
kullanılırsa gözlenen lüminesans, fotolüminesans olarak
adlandırılır. Fotolüminesans ise kendi arasında lüminesans
olayının gerçekleşme süresinin uzunluğuna göre floresans
ve fosforesans olmak üzere ikiye ayrılır.
2) Uyarılma enerjisi bir kimyasal tepkime tarafından
sağlanıyorsa gözlenen lüminesans, kemilüminesans
olarak adlandırılır. Kemilüminesans oluşumunda etkin olan
kimyasal tepkime bir canlı bünyesinde gerçekleşiyorsa
biyolüminesans, elektrokimyasal olarak bir elektrot
yüzeyinde gerçekleşiyorsa elektrokemilüminesans adını
alır. Isı etkisi ile uyarılmış bir atom tarafından
gerçekleştirilen ışıma olayı emisyon olarak adlandırılır.
Fotolüminesans
Bir UV veya
görünür bölge
fotonu
absorplayabilen
bir moleküle ait
enerji düzeyi
diyagram
3
10.04.2014
Temel düzeydeki S0 molekül kendi içinde farklı titreşim enerji seviyelerine
sahiptir. Temel haldeki bir elektron uygun dalga boyundaki ışımayı
absorplayarak daha yüksek enerjili boş enerji seviyeleri olan S1 veya S2’den
herhangi birisine geçebilir. Bu geçiş sırasında aynı türdeki moleküller S1 veya
S2 enerji düzeylerinin farklı titreşim enerji düzeylerine uyarılabilir. Bu
durumdaki moleküller fazla enerjilerinin bir kısmını titreşimsel durulma yoluyla
kaybederek S1 veya S2 enerji düzeylerinin en düşük enerjili konumuna gelirler.
Elektron S2 düzeyinin en düşük enerjili konumuna geldiğinde iç dönüşüm
yoluyla S1 düzeyinin uygun bir titreşimsel enerji düzeyine geçebilir. Daha sonra
da titreşimsel durulma ile S1 düzeyinin en düşük enerjili konumuna gelir. Bu
durumdaki moleküller fazla enerjilerini iç dönüşüm, dış dönüşüm, floresans
ışıması veya sistemler arası geçiş yollarından herhangi birisi ile
kaybedebilirler. Sistemler arası geçiş yapan bir molekülde uyarılmış elektron S1
enerji düzeyinden daha düşük enerjili T1 düzeyine geçerken spini yön değiştirir.
T1 düzeyindeki moleküller de fazla enerjilerinden iç dönüşüm, dış dönüşüm
veya fosforesans ışıması yoluyla kurtulabilirler. Görüldüğü gibi bir ışın
absorpsiyonu sonucunda elektronik olarak uyarılan bir molekülün fazla
enerjisinden kurtulması için floresans veya fosforesans haricinde farklı yollar
da mevcuttur. Bu nedenle bir molekülün floresans veya fosforesans özellik
gösterebilmesi için floresans veya fosforesans yoluyla durulma hızının diğer
yollarla olan durulma hızlarıyla kıyaslanabilir olması gerekir.
Titreşimsel durulma: UV veya görünür bölge ışıması
absorpsiyonu sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir
molekülün, elektronik düzeylerin farklı titreşim enerji
düzeylerinden fazla enerjisinin bir kısmını veya tamamını
titreşim yoluyla kaybederek aynı elektronik düzeyin temel
titreşim enerji düzeyine ulaşmasıdır.
Floresans: UV veya görünür bölge ışıması absorpsiyonu
sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir molekülün uyarılmış
singlet düzeyden bir ışıma yaparak temel singlet düzeye
dönmesidir.
Sistemler arası geçiş: UV veya görünür bölge ışıması
absorpsiyonu sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir
molekülde uyarılan elektronun singlet haldeyken spininin yön
değiştirmesiyle daha düşük enerjideki uyarılmış triplet hale
geçmesi olayıdır.
Fosforesans: UV veya görünür bölge ışıması absorpsiyonu
sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir molekülün uyarılmış
triplet düzeyden bir ışıma yaparak temel singlet düzeye
dönmesidir.
Durulma: UV veya görünür bölge ışıması absorpsiyonu
sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir molekülün ışımalı
veya ışımasız yollardan fazla enerjisinden kurtulması olayıdır.
Fluoresans ve Fosforesans
Bazı maddelerin çözeltileri UV vey GB ışınlarla uyarılınca bunları absorbe
ederek uyarılmış hale geçerler. Işınlama kesilince uyarılmış halden temel
hale dönerken ışın yayımlarlar. Işıma yapan madde tarafından yayımlanan
ışın absorblanan ışından daha düşük enerjili olduğundan daha uzun dalga
boyuna sahiptir. Işınlama kesildikten sonra maddenin yayımladığı ışın kısa
ömürlü ise (10-9-10-8 sn) olay fluoresans, uzun ömürlü ise (10-4 sn <) olay
fosforesans olur.
Uyarılmalar aşağıdaki gibi olur.
Temel Singlet Hal
Uyarılmış Singlet Hal
Fluoresans
Temel Singlet Hal
Uyarılmış Singlet Hal
Uyarılmış Triplet Hal
Fosforesans
FLORESANS
• Morötesi ışık ile uyarılan floresansın, örneğin mineral ve
biyokimyasal bileşiklerin tanınması gibi pek çok uygulama
alanları vardır.
Uyarılmış bir elektron değişik
yollarla enerji kaybedip taban
durumuna dönebilir.
1. Sadece
soğurulan
fotonun
frekansında
bir
foton
yayımlayarak taban durumuna
dönebilir.
2. Floresans; burada molekül,
titreşim enerjisinin bir kısmını
diğer moleküllerle çarpışmalarda
yitirir ve aşağıya doğru ışınımlı
geçiş üstteki elektronik durumun
daha
düşük
bir
titreşim
düzeyinden başlar. Dolayısıyla
floresans
ışınımı
soğurulan
ışınımdan
daha
düşük
frekanstadır.
İç dönüşüm: UV veya görünür bölge ışıması absorpsiyonu
sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir molekülün ışıma
yapmadan daha düşük elektronik enerji seviyesine geçmesi
olayıdır.
Dış dönüşüm: UV veya görünür bölge ışıması absorpsiyonu
sonucunda elektronik olarak uyarılmış bir molekülün çözücü
veya diğer çözünen molekülleriyle etkileşimi sonucunda
ışıma yapmadan temel elektronik düzeye dönmesi olayıdır.
• Bir floresans lambasında; cıva ile argon gibi bir asal gazın bir
cam tüp içindeki karşımı, içerisinden bir elektrik akımı
geçirildiğinde mor ötesi ışınım verir.
•
Tüpün iç yüzü genelde fosfor adı verilen bir madde ile
kaplıdır.
• Fosfor mor ötesi ışınımla uyarıldığında
yayımlayan bir floresan maddedir.
görünür
ışık
• Bu sürecin verimi, bir filamenti sıradan ampullerde olduğu
gibi, akkor haline gelinceye kadar ısıtacak bir akım
kullanmaya göre çok yüksektir.
4
10.04.2014
FOSFORESANS
• Molekül tayflarında, toplam spinleri farklı elektron durumları
arasındaki geçişler yasaklanmıştır.
• Singlet (S=0, 2S+1=1 tekli durum), tekli bir taban durumundaki
bir molekül, bir foton soğurarak tekli bir uyarılmış duruma
çıkar.
• Üçlü bir durumdan tekli bir duruma ışınımlı geçiş, seçme
kurallarıyla “yasaklanmıştır”. Bunun anlamı; olanaksızlığı değil
gerçekleşme olasılığının düşük olmasıdır.
• Dolayısıyla böyle geçişlerin yarı ömürleri uzun olup sonuçta
fosforesan ışınımın yayımlanması, ilk soğurmadan dakikalar ve
hatta saatler sonra gerçekleşebilir.
• Çarpışmalarda bu molekül ışınımsız geçişler yaparak, üçlü
(S=1, triplet) bir uyarılmış durumdaki düzeylerden birisine
yakın bir enerjiye sahip olan daha düşük bir titreşim durumuna
geçebilir. Bu durumda, üçlü duruma kayma için belli bir olasılık
vardır. Üçlü durumdayken olan başka çarpışmalar, molekülün
enerjisi indirir. Böylece üçlü durumda hapsolan molekül
sonunda t=0 düzeyine iner.
LÜMİNESANS ANALİZ SİSTEMLERİ
Fotolüminesans ölçümü için kullanılan cihaz bileşenleri temelde
absorpsiyon spektroskopisinde kullanılanlarla benzer yapıdadır.
Ancak; cihaz bileşenlerinin yerleşimi bakımından absorpsiyon
sistemlerinden ayrılırlar. Işık kaynağından gelen ışımanın dedektör
üzerine düşmesini önlemek için dedektör ışık yoluna 90°’lik bir açı ile
yerleştirilir. Bundaki amaç; dedektöre sadece numune çözeltisindeki
moleküller tarafından yayılan floresans veya fosforesans ışımasının
ulaşmasını sağlamak, uyaran ışığın dedektöre ulaşmasını
önlemektir.
Cihazın genel
bileşenleri
1) Işın kaynağı,
2) Monokromatör,
3) Numune Kapları,
4) Dedektör
5) Kaydedicidir.
Bir molekül için floresans ve uyarma spektrumlarının elde
edilmesi
için
öncelikle
molekülün
absorpsiyon
spektrumundan maksimum absorpsiyon yaptığı dalga boyu
seçilir. Daha sonra spektroflorimetrenin uyarma dalga boyu
bu değere ayarlanır ve floresans dalga boyu belirli bir aralıkta
taranarak her bir dalga boyu için floresans şiddeti kaydedilir.
Böylece moleküle ait floresans spektrumu elde edilmiş olur.
Daha sonra elde edilen floresans spektrumundan molekülün
en şiddetli floresans yaptığı dalga boyu belirlenir.
Spektroflorimetrenin floresans dalga boyu bu değere
ayarlanır. Daha sonra uyarma dalga boyu belirli bir aralıkta
değiştirilirken her bir dalga boyu için elde edilen floresans
şiddeti kaydedilir. Böylece o moleküle ait uyarma spektrumu
elde edilmiş olur. Aynı şekilde bir türün uyarma ve
fosforesans spektrumları bir spektrofosforimetre yardımıyla
belirlenebilir.
LÜMİNESANS SPEKTRUMLARI
Fotolüminesans ölçümleri esnasında
bir molekül için, uyarma ve
floresans
veya
fosforesans
spektrumu olmak üzere üç tür
spektrum elde edilebilir. Her üç tür
spektrum
için
de
moleküller
tarafından yayılan ışıma ölçülür.
Aynı molekül için floresans ve
fosforesans
ölçümleriyle
farklı
spektrumlar elde edilirken tek bir
uyarma spektrumu gözlenir. Bir
moleküle ait uyarma spektrumu o
molekülün absorpsiyon spektrumuna
fiziksel olarak benzemesine karşın
ölçülen
değerler
bakımından
birbirinden farklıdır.
Görüldüğü gibi floresans
spektrumu uyarma
spektrumuna, fosforesans
spektrumu da floresans
spektrumuna göre daha
yüksekdalga boylarında
gerçekleşmektedir.
Lüminesans veya ışıldama, bazı maddelerin, ısısı değişmeksizin
elektromanyetik ışınım yaymasıdır. Başka elektromanyetik ışınım
kaynaklarından temel farkı, kaynağın ısısında bir değişme olmamasıdır.
Bu yönüyle Lüminesans, Kara cisim ışımasından farklıdır, "soğuk
ışık" olarak da adlandırılır. Lüminesans, herhangi bir cismin dış bir
kaynaktan herhangi bir şekilde aldığı enerjinin bir kısmını
elektromanyetik ışınım olarak salmasıdır.
Lüminesans, neon ve fluoresans lambaları, televizyon, yıldırım, kutup
ışıması, ateşböcekleri gibi bazı canlılardaki organik bileşikler, bazı
sentetik boyalarda görülür.
Lüminesansa yol açan enerji kaynakları, elektron akışı, elektrik ya da
manyetik alan, morötesi ışınım, alfa parçacıkları salınımı şeklindedir.
Bu yolla uyarılmış atomlar, kararlı hallerine dönerken dışarıya ısı ya da
elektromanyetik ışınım -ya da her ikisi birden- yoluyla enerji verirler.
Atomdaki bu uyarılma en dıştaki elektron kabuğunda oluşur. Belirtilen
şekilde uyarılan atomun en dış elektron kabuğundaki elektron valans
ya da değerlilik elektronu, bir üst enerji düzeyine yükselir. Ancak bu
enerji düzeyi kararsız olduğundan tekrar eski enerji düzeyine
düşecektir. Bu, elektronun aldığı enerjiyi geri vermesidir ve bir foton
salınımı olarak gerçekleşir.
5
10.04.2014
Herhangi bir atom tarafından yayınlanan ışımanın frekansı, elektronun
çekirdek çevresindeki dönüş frekansına bağlıdır. Farklı atomların dış
elektron kabuğu farklı olduğu için salınan ışınımın frekansı da değişik
olacaktır. Elektron çekirdeğe yakınsa dönüş frekansı artacaktır. Bunun
sonucunda da yayınlanan ışımanın frekansı yüksek olacaktır.
Işıldama özelliği minerallerin değişik koşulları altında aktivatör denilen
yabancı maddelerin etkileri sonucunda gelişmektedir. Işıldamanın
tetikleyici enerji kaynağına göre sınıflandırılması aşağıdaki gibidir:
• Isıl ışıldama (Termolümünesans)
• Optik uyarmalı ışıldama (OSL)
• Sürtünmeyle ışıldama (Tribolüminesans)
• Kimyasal ışıldama
• Elektriksel ışıldama
• Radyo ışıldama
Işıldama ile görünür ışık yayılması (fotolüminesans) olayının
gerçekleşme süresine (elektronun temel enerji düzeyine geri dönmesi
için geçen süre) sınıflandırılması ise aşağıdaki gibidir :
• Flüro ışıldama (Fluoresans) : t < 10-8sn
• Fosfor ışıldama (Fosforesans) : t > 10-8sn
Fosforesans, floresansla ilişkili bir çeşit ışıldama şeklidir.
Floresanstan farklı olarak fosforesant maddeler soğurdukları
enerjiyi hızlıca geri vermezler.
Triplet durumdaki elektronlar eski dönüş yönünü kazandıktan
sonra normal yörünge düzenindeki diğer elektronların yanına
dönebilirler. Bu arada elektron çok daha yüksek bir yörüngede
fırtlatmada işlev gören enerji, ışık enerjisi olarak geri verilir. Bu
olay fosforesans olarak isimlendilir
Fosforesans yapan toz bir madde
1- Floresans özellik gösterdiği bilinen bir madde 280 nm’de
uyarılıyor. Yukarıdaki madde aşağıdaki dalga boylarından
hangisinde floresans ışıması yapamaz?
a. 260 nm
b. 280 nm
c. 310 nm
d. 450 nm
e. 510 nm
2- Fotolüminesans verimi için aşağıda verilen ifadelerden
hangisi yanlıştır?
a. Fotolüminesans yoluyla yayılan fotonların absorplanan
fotonlara oranıdır.
b. En büyük değeri 1’dir.
c. En küçük değeri 0’dır.
d. Aromatik bileşiklerde halka sayısı artışı ile azalır.
e. Sıcaklık artışı ile azalır
Floresans soğuk cisimlerde moleküler
fotonun yutulmasının daha uzun bir
dalga boyunda diğer bir fotonun
yayılmasını tetiklemesiyle gerçekleşen
ışık verme (ışıma) olayıdır. Yutulan ve
yayılan fotonlar arasındaki enerji farkı
moleküler titreşimler ya da ısı olarak
ortaya çıkar.
Farklı UV dalgalarında floresans
ışıma yapan çeşitli mineraller
Bir molekülün ışık soğurma yeteneği onun yapısındaki atomik çekirdek
etrafında elektronların yerleşimine bağlıdır. Böylece molekül tarafından bir
foton soğurulduğunda bir elektron daha yüksek enerji seviyeli bir orbitale
çıkar. Bir foton soğurmuş molekül uyarılmış durumdadır ve genellikle artık
kararlı değildir. Uyarılmış molekülde daha yüksek enerjili orbitallere çıkan
elektronlar genellikle kendi düşük enerjili orbitallerine geri dönerler.
Uyarılmış molekülün eski durumuna dönmesiyle salınan ışık floresans
olarak adlandırılır. Floresans ışıma daima soğurulan dalga boyundan
daha uzun dalga boylu yani daha düşük enerjilidir. Bitkilerdeki floresans
normal şartlar altında oluşmaz, sadece çok yüksek ışık şiddeti ve yüksek
stres ile gerçekleşebilir. Floresans adını bu olayın sıklıkla gözlemlendiği,
kalsiyum floridden oluşan "florid" adlı mineralden alır.
ÖDEV
Soru 1. Emisyon ve lüminesans arasındaki temel farkı
açıklayın.
Soru 2. Uyarılmış singlet ve triplet hallerin ömürlerini
kıyaslayın. Uyarılmış halin ömrünün uzun olması neyi ifade
eder?
Soru 3. Bir ışıma absorplayarak elektronik olarak uyarılmış
bir molekülün temel düzeye dönerken gerçekleştirebileceği
ışımalı ve ışımasız durulma mekanizmaları nelerdir?
Soru 4: Ateş böceklerinde biyolüminesans oluşumu yanma
tepkimesine dayanmasına karşın elde edilen ışıma
soğuktur. Bu durumu nasıl açıklarsınız?
Soru 5: Moleküller sabit bir dalga boyunda uyarıldıkları
halde gözlenen fotolüminesans spektrumları niçin tek bir
dalga boyu yerine belirli bir dalga boyu aralığında elde
edilir?
3- Aşağıdakilerden hangisi spektroflorimetre cihazının temel
bileşenlerinden biri değildir?
a. Işık kaynağı
b. Dewar kabı
c. Monokromatör
d. Dedektör
e. Sinyal işlemcisi
4. Aşağıdakilerden hangisi bir foton absorpsiyonu sonucunda
elektronik olarak uyarılmış bir molekülün, fazla enerjisinden
ışımasız kurtulma yollarından birisi değildir?
a. İç dönüşüm
b. Dış dönüşüm
c. Sistemler arası geçiş
d. Fosforesans
e. Titreşimsel durulma
ÖDEVLER bir sonraki derste teslim edilecek, ertesi hafta
yada ders dışında ödev teslimi kabul edilmemektedir.
6
Download

bolum 4