Istorie
utilizarea fotochimiei de către oameni a început în epoca bronzului târziu până în 1500 î.hr., când popoarele Canaanite au stabilit Coasta de Est a Mediteranei. Au pregătit un colorant rapid purpuriu (numit acum 6,6′-dibromoindigotină) dintr-o moluscă locală, folosind o reacție fotochimică, iar utilizarea sa a fost menționată ulterior în epoca fierului documente care descriau vremurile anterioare, cum ar fi Epopeea lui Homer si Pentateuh. De fapt, cuvântul Canaan poate însemna „purpuriu roșiatic.”Acest colorant, cunoscut sub numele de violet Tirian, a fost folosit ulterior pentru a colora mantalele Cezarilor romani.
în cel mai simplu proces fotochimic, stările excitate pot emite lumină sub formă de fluorescență sau fosforescență. În 1565, în timp ce investiga un lemn Mexican care a ușurat durerea chinuitoare a pietrelor urinare, medicul spaniol Nicolett Monardes a realizat un extract apos (pe bază de apă) din lemn, care strălucea albastru atunci când era expus la lumina soarelui. În 1853 fizicianul englez George Stokes a observat că o soluție de chinină expusă unui fulger emana o scurtă strălucire albastră, pe care a numit-o fluorescență. Stokes și-a dat seama că fulgerul degaja energie sub formă de lumină UV. Moleculele de chinină au absorbit această energie și apoi au reemis-o ca radiație albastră mai puțin energică. (Apa tonică strălucește, de asemenea, albastru din cauza chininei, care se adaugă pentru a oferi un gust amar.în secolul al 16-lea, sculptorul Florentin Benvenuto Cellini a recunoscut că un diamant expus la lumina soarelui și apoi plasat în umbră a dat o strălucire albastră care a durat multe secunde. Acest proces se numește fosforescență și se distinge de fluorescență prin durata de timp în care persistă. Fosforii anorganici sintetici au fost preparați în 1603 de cobbler-alchimist Vincenzo Cascariolo din Bologna prin reducerea mineralului natural sulfat de bariu cu cărbune pentru a sintetiza sulfura de bariu. Expunerea la lumina soarelui a făcut ca fosforul să emită o strălucire galbenă de lungă durată și s-a considerat suficient că mulți au călătorit la Bologna pentru a colecta mineralul (numit pietre Bologna) și pentru a-și face propriul fosfor. Lucrările ulterioare ale astronomului Italian Niccolc Zucchi în 1652 au demonstrat că fosforescența este emisă la lungimi de undă mai mari decât este necesar pentru a excita fosforul; de exemplu, fosforescența albastră urmează excitația UV în diamante. În plus, în 1728, fizicianul italian Francesco Zanotti a arătat că fosforescența păstrează aceeași culoare chiar și atunci când culoarea radiației de excitație este modificată pentru a crește energia. Aceleași proprietăți sunt valabile și pentru fluorescență.epoca modernă a fotochimiei organice a început în 1866, când chimistul rus Carl Julius von Fritzche a descoperit că o soluție concentrată de antracen expusă radiațiilor UV ar cădea din soluție ca un precipitat. Această Precipitare se întâmplă deoarece moleculele de antracen se unesc în perechi sau dimeri, care nu mai sunt solubili.
în secolele 19 și începutul secolului 20, oamenii de știință au dezvoltat o înțelegere fundamentală a bazei pentru fluorescență și fosforescență. Fundația a fost realizarea faptului că materialele (coloranți și fosfor) trebuie să aibă capacitatea de a absorbi radiațiile optice (Legea Grotthus-Draper). Chimistul german Robert Bunsen și chimistul englez Henry Roscoe au demonstrat în 1859 că cantitatea de fluorescență sau fosforescență a fost determinată de cantitatea totală de radiație optică absorbită și nu de conținutul de energie (adică lungimea de undă, culoarea sau frecvența) radiației. În 1908, fizicianul German Johannes Stark și—a dat seama că absorbția radiațiilor a fost o consecință a unei tranziții cuantice, iar aceasta a fost extinsă în continuare de fizicianul German Albert Einstein în 1912 pentru a include conservarea energiei-energia internă introdusă moleculei prin absorbție trebuie să fie egală cu totalul energiilor fiecărui proces individual de disipare a energiei. Implicit în propoziția anterioară este legea echivalenței fotochimice, numită și Legea Stark-Einstein, care afirmă că o singură moleculă poate absorbi exact un foton de lumină. Cantitatea de energie absorbită de o substanță este produsul numărului de fotoni absorbiți și al energiei fiecărui foton, dar intensitatea radiației și numărul de fotoni absorbiți pe secundă, și nu energia lor, determină amploarea proceselor fotochimice.descrierea mecanicii cuantice contemporane a absorbției radiației optice implică promovarea unui electron de la un orbital cu energie redusă la un orbital mai energic. Acest lucru este sinonim cu a spune că molecula (sau atomul) este promovată de la starea sa de bază (sau cea mai mică stare de energie) la o stare excitată (sau o stare de energie mai mare). Această moleculă în stare excitată are adesea proprietăți drastic diferite de molecula în stare de bază. În plus, starea excitată a unei molecule este de scurtă durată, deoarece o secvență de evenimente o va readuce la starea inițială de bază sau va forma o nouă specie chimică care va ajunge în cele din urmă la propria sa stare de bază.