Fluorescente

MARCO TEÓRICO

FLUORESCENCIA

Fluorescencia es la propiedad que tienen algunas sustancias de absorber energía y luego emitir parte de esa energía en forma de luz.

La energía emitida en forma de luz es siempre menor a la absorbida y la diferencia entre ambas es disipada en forma de calor.

En general las sustancias fluorescentes absorben energía en forma de radiación electromagnética deonda corta (p ej. radiación gamma, rayos x, UV), y luego la emiten nuevamente a una longitud de onda más larga, por ejemplo dentro del espectro visible; sin embargo existen muchas sustancias que son capaces de producir fluorescencia al recibir energía de otras fuentes, por ejemplo por la colisión de partículas como la radiación alfa, radiación beta, neutrones y hasta rayos cósmicos.

En elmecanismo de fluorescencia típico una molécula absorbe un fotón de alta energía, sufre una excitación electrónica y algunos de sus electrones son promovidos a orbitales moleculares de mayor energía, luego estos electrones excitados decaen nuevamente a orbitales de menor energía emitiendo luz de onda más larga en el proceso. La diferencia de energía entre los fotones absorbidos y los emitidos se disipaen forma calor por medio de diferentes mecanismos de conversión interna. Todo el proceso es muy breve, transcurre en tiempos del orden de la millonésima de segundo, por lo que puede considerarse prácticamente instantáneo. Es este tiempo tan corto lo que diferencia a la fluorescencia de otro conocido fenómeno luminoso, la fosforescencia. El mecanismo de fluorescencia también se encuentra muyrelacionado con el proceso de quimioluminiscencia.

Las sustancias que son capaces de emitir luz al ser excitadas por diferentes tipos de radiación se denominan fluoróforos.

Es posible obtener una amplia variedad de colores por fluorescencia, dependiendo de la longitud de onda que emita el compuesto fluorescente.

MECANISMO DE LA FLUORESCENCIA

Consideraciones previas

Para entender elmecanismo subyacente al proceso de fluorescencia es necesario primero repasar el concepto de orbital atómico y de orbital molecular.

Los electrones en un átomo se organizan ocupando diferentes orbitales, esto es, regiones en el espacio en torno al núcleo donde existe una cierta probabilidad de encontrarlos, hay orbitales de baja energía, y orbitales de alta energía. Los electrones prefieren ocuparprimero, y siempre que sea posible, los orbitales de menor energía que se encuentren desocupados. Sin embargo esto no significa decir que no puedan ocupar transitoriamente orbitales de mayor energía.

Transiciones electrónicas

Para mover un electrón de un orbital de baja energía a un orbital de mayor energía es necesario cubrir esa diferencia de energía con un aporte externo, es casi como llevarun cuerpo de un lugar bajo a un lugar con cierta altura, con la diferencia de que a escala atómica la diferencia de energía entre orbitales se encuentra cuantizada, para cada tipo de átomo la diferencia de energía entre dos orbitales dados es constante, y los electrones se pueden mover entre esos orbitales únicamente ganando o perdiendo esa cantidad fija de energía. En el caso de tratarse deátomos únicos esto provoca que cada tipo de átomo posea líneas de absorción y líneas de emisión muy características, es decir que sea capaz de absorber o emitir energía en forma de cuantos de luz a determinadas longitudes de onda correspondientes a cada uno de los procesos de salto de los electrones entre orbitales de diferente energía, este proceso se conoce como transición electrónica. En el caso deátomos únicos las líneas espectrales son muy precisas y definidas, porque las transiciones entre diferentes orbitales poseen diferencias de energía muy marcadas y precisas.
Espectros moleculares

Cuando los átomos se combinan para formar moléculas, sus orbitales atómicos desaparecen, combinándose para formar orbitales moleculares. Los electrones ahora pueden ocupar regiones de probabilidad...