Historia
zastosowanie fotochemii przez ludzi rozpoczęło się w późnej epoce brązu w 1500 roku pne, kiedy ludy Kananejskie osiedliły się na wschodnim wybrzeżu Morza Śródziemnego. Przygotowali fioletowy szybki barwnik (obecnie nazywany 6,6 ’ – dibromoindigotyną) z lokalnego mięczaka, stosując reakcję fotochemiczną, a jego zastosowanie zostało później wspomniane w dokumentach z epoki żelaza, które opisywały wcześniejsze czasy, takich jak epiki Homera i Pięcioksięgu. W rzeczywistości słowo Canaan może oznaczać ” czerwonawo fioletowy.”Ten barwnik, znany jako purpura tyryjska, był później używany do barwienia płaszczy rzymskich Cezarów.
w najprostszym procesie fotochemicznym Stany wzbudzone mogą emitować światło w postaci fluorescencji lub fosforescencji. W 1565 roku, badając Meksykańskie drewno, które łagodzi rozdzierający ból kamieni moczowych, Hiszpański lekarz Nicolás Monardes sporządził wodny (na bazie Wody) ekstrakt z drewna, który świecił na niebiesko pod wpływem światła słonecznego. W 1853 angielski fizyk George Stokes zauważył, że roztwór chininy wystawiony na błysk błyskawicy dawał krótką niebieską poświatę, którą nazwał fluorescencją. Stokes zdał sobie sprawę, że błyskawica emituje energię w postaci światła UV. Cząsteczki chininy absorbowały tę energię, a następnie ponownie emitowały ją jako mniej energetyczne promieniowanie niebieskie. (Tonizująca woda również świeci na niebiesko z powodu chininy, która jest dodawana w celu zapewnienia gorzkiego smaku.)
w XVI wieku florencki rzeźbiarz Benvenuto Cellini uznał, że diament wystawiony na działanie promieni słonecznych, a następnie umieszczony w cieniu, dawał niebieską poświatę, która trwała przez wiele sekund. Proces ten nazywany jest fosforescencją i różni się od fluorescencji długością czasu, przez jaki się utrzymuje. Syntetyczne FOSFORY nieorganiczne zostały przygotowane w 1603 roku przez szewca-alchemika Vincenzo Cascariolo z Bolonii poprzez redukcję naturalnego mineralnego siarczanu baru węglem drzewnym w celu zsyntetyzowania siarczku baru. Ekspozycja na światło słoneczne spowodowała, że luminofor emitował długowieczną żółtą poświatę i uznano, że wielu podróżowało do Bolonii, aby zebrać minerał (zwany kamieniami Bolońskimi) i stworzyć własny luminofor. Późniejsze prace włoskiego astronoma Niccolò Zucchiego w 1652 roku wykazały, że fosforescencja jest emitowana przy dłuższych falach niż potrzebne do wzbudzenia fosforu; na przykład fosforescencja niebieska następuje po wzbudzeniu UV w diamentach. Ponadto w 1728 roku włoski fizyk Francesco Zanotti wykazał, że fosforescencja zachowuje ten sam kolor nawet wtedy, gdy kolor promieniowania wzbudzającego zmienia się na zwiększającą energię. Te same właściwości są również prawdziwe w przypadku fluorescencji.
współczesna era fotochemii organicznej rozpoczęła się w 1866 roku, kiedy rosyjski chemik Carl Julius von Fritzche odkrył, że skoncentrowany roztwór antracenu wystawiony na działanie promieniowania UV spadnie z roztworu jako osad. To wytrącanie dzieje się, ponieważ cząsteczki antracenu łączą się parami lub dimerami, które nie są już rozpuszczalne.
w XIX i na początku XX wieku naukowcy rozwinęli fundamentalne zrozumienie podstaw fluorescencji i fosforescencji. Podstawą było uświadomienie sobie, że materiały (barwniki i luminofory) muszą mieć zdolność pochłaniania promieniowania optycznego (prawo Grotthusa-Drapera). Niemiecki chemik Robert Bunsen i angielski chemik Henry Roscoe wykazali w 1859 roku, że ilość fluorescencji lub fosforescencji była określona przez całkowitą ilość pochłoniętego promieniowania optycznego, a nie zawartość energii (tj. długość fali, kolor lub częstotliwość) promieniowania. W 1908 r. niemiecki fizyk Johannes Stark zdał sobie sprawę, że absorpcja promieniowania jest konsekwencją kwantowego przejścia, a to zostało rozszerzone przez niemieckiego fizyka Alberta Einsteina w 1912 r., aby uwzględnić zachowanie energii—energia wewnętrzna wprowadzona do cząsteczki przez absorpcję musi być równa sumie energii każdego indywidualnego procesu rozpraszania energii. Zawarte w poprzednim zdaniu jest prawo równoważności fotochemicznej, zwane również prawem Starka-Einsteina, które stanowi, że pojedyncza cząsteczka może absorbować dokładnie jeden Foton światła. Ilość energii pochłoniętej przez substancję jest iloczynem liczby pochłoniętych fotonów i energii każdego fotonu, ale to natężenie promieniowania i liczba pochłoniętych fotonów na sekundę, a nie ich energia, decydują o zakresie procesów fotochemicznych.
współczesny kwantowo-mechaniczny opis absorpcji promieniowania optycznego polega na awansowaniu elektronu z orbitalu niskoenergetycznego na orbital bardziej energetyczny. Jest to synonim stwierdzenia, że cząsteczka (lub atom) jest promowana ze stanu podstawowego (lub stanu o najniższej energii) do stanu wzbudzonego (lub stanu o wyższej energii). Ta cząsteczka stanu wzbudzonego często ma drastycznie różne właściwości od cząsteczki stanu podstawowego. Ponadto, stan wzbudzony cząsteczki jest krótkotrwały, ponieważ sekwencja zdarzeń albo przywróci ją do pierwotnego stanu podstawowego, albo utworzy nowy gatunek chemiczny, który ostatecznie osiągnie swój własny stan podstawowy.