光敏作用

当第二个分子位于电子受激分子附近激可以通过空间转移从一个到另一个。如果第二个分子化学不同,可以有发光的大幅改变。例如,化学发光的水母是蓝色的,但是,由于能量转移到绿色荧光蛋白,观察到的荧光是绿色的。

光敏分子氧是一个有力的氧化物种,严重阻碍了光合作用效率的植物并导致健康问题等白内障在人类身上。的基态分子氧是很不寻常的,它是一个三联体;因此,它可以接受电子能量更有活力这一过程被称为三联体的其他分子淬火(如的情况航天飞机机翼上面描述)。当这种情况发生时,供体分子开始在其三重态和经历的改变自旋单线态基态。氧气分子开始在其三重态基态和旋转变化单线态激发态。因为两个分子之间的总自旋是不变,能量的转移可以发生迅速和有效。由此产生的氧气分子单重态发出磷光的远红光和近红外。此外,它既是一种很强的氧化剂和peroxidant,如果形成,可能化学攻击(氧化)附近的一个分子,通常同一分子敏感的分子氧。的氧化反应往往改变了分子没有颜色的一种形式。这种光致漂白(一种photodamage)可以观察到几乎任何有色物质留在阳光。事实上,植物的光合作用系统必须不断拆除,修复和重建,因为photodamage从单线态氧分子(主要是)。

一些生物使用photodamage对他们有利。一个非常有效的plant-pathogenic真菌,尾孢属,产生一个色素这有效的单线态氧分子处于敏感状态。的过氧化反应植物细胞膜导致细胞受感染的植物的破灭,给真菌营养。

化学发光

有足够的化学反应可以留下一个分子内部能量生产荧光和磷光,称为化学发光。深海探险的话在诡异的红光的海洋深渊的黑暗叫做“黑烟囱的火山口。“这是单线态氧分子兴奋的磷光化学反应与硫化合物在海水中。一个熟悉的例子是很受欢迎的发光棒夜间娱乐。

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进进出出的化学

很多生物会释放一种化学发光,这通常被称为生物荧光。一个熟悉的例子是黄色闪光的萤火虫。在萤火虫化合物荧光素转化酶荧光素酶的一种中间化合物。新成立的中间复合自发地降解成“氧化荧光素”的有机物二氧化碳而发射光子的光。其他生物荧光的例子包括晚上海浪的黄色光芒无处不在的海洋细菌和南美铁路蠕虫,一种雌性幼虫以红色发光辉光和一系列的绿色发光的斑点以及它的身体。

包括光

光保护涉及到非辐射的耗散多余的电子能量,避免破坏性的化学过程激发态。最简单的例子是一个分子(如类胡萝卜素)高效的内部转换,以便其他竞争过程(荧光,系统穿越、光化学)可以忽略不计。被吸收的能量只是作为热量消散。

在DNA,吸收紫外线产生一个激发单重态DNA的一个基地。这个兴奋的基地可以进行化学反应,称为2 + 2 cyclophotoaddition,和附近的一个基础,融合了两个在一起成一个二聚体。右撇子的这是一个显著的方面的DNA螺旋构象,这photodimer不会导致戏剧性的变化在螺旋的形状。然而,这种缺陷的DNA链可能最终导致突变和诱发癌症或细胞死亡(凋亡)。幸运的是,是一个快速的内部转换固有的的杂环基地构成DNA和DNA的主要依据保护反对伤害。此外,当皮肤暴露在强烈的光学辐射,细胞器称为黑色素细胞开始繁殖和迁移也开始合成的黑色素颗粒变黑皮肤和减少紫外线到达底层的DNA。

也许是自然界中最普遍的photoprotectants类胡萝卜素。他们提供基本保护所有已知的光合生物,以及的眼睛的动物。类胡萝卜素使理想photoprotectant分子,因为它们拥有快速的内部转换从所有国家,包括从S₁到S₀(1 - 100 ps,取决于类胡萝卜素),从他们的年代,因为荧光₁国家是不允许的。因此,电子激发所有可能的渠道有效地关闭除了能量以热能的形式耗散。

更重要的是,T₁能源的生物重要的类胡萝卜素,如β-胡萝卜素,躺下₁能量的分子氧。因此,类胡萝卜素无法进行宣传单线态分子氧和实际淬火,消散热量和离开安全无害的能量基态分子氧。这抗氧化作用也保护动物和植物产生单线态氧分子在生物过程和大型医疗的原因对类胡萝卜素的兴趣。此外,类胡萝卜素淬火其他分子的T₁州,防止单线态氧分子的形成。这解释了大量的类胡萝卜素在光合系统和在视网膜上,发现在连续光致激发不可避免地产生大量的三联体国家。

商业需要光的例子是木材和纸张泛黄的阳光。论文包含化学木质素。光化反应将木质素衍生物转化成香豆酮,使一个黄色的颜色。

光离解

是一种光化学反应分子离解成两个片段。因为它是电子提供结合部队团结原子到分子,如果一个分子中的电子分布的变化显著,结合部队也可能改变。在光离解,也叫光解,光的吸收提高到一个分子激发态其中的一个化学键已不复存在。因此,光的吸收导致化学键的乳沟和释放两个片段激进分子因为他们每个人都有足够的电子形成的化学键和通常很活泼。

最普遍的例子光离解涉及分子氧的平流层。尽管分子氧吸收180至240纳米(纳米;1纳米是10⁻⁹米)极其微弱,它能够推动这一进程,因为大量的氧气分子在平流层和很多光子在这一地区的太阳光谱。在反应中,分子氧分散成两个氧原子激进分子,这与其他氧分子反应形成臭氧。这个臭氧构成的臭氧层强烈,吸收光子在180 - 280海里,从而保护生物地球表面大部分的有害紫外线太阳。