Fotokimya yasaları ve kuantum verimi

1817 ve 1843 yılları arasında Grotthus ve Droper tarafından bazı deneyler tasarlanmıştır.Bunlardan çıkan sonuç ise,yalnızca absorplanmış ışığın ‘fotokimyasal değişim’lere yol açmasıdır.Bu duruma kısaca Grottus-Droper yasası denip fotokimyanın birinci yasasını oluşturmaktadır.Fakat bugün her ışığın absorplanmadığı ve bazen de absorplanan ışığın fotokimyasal olay gerçekleştiremediği biliniyor.Bunun nedeni ise atom ve moleküllerin absorplanan ışığın çoğu zaman geri salınım yapması ve fotokimyasal olayları gerçekleştirememesiyle açıklanabilir.Bunun yanında kimyasal reaksiyon olmaksızın yalnızca enerji değişimlerinde gözlenme görülüyor ise bu duruma da ‘fotofiziksel’ olay denir.
1908 ve 1912 yıllarına gelince Stark ve Einstein bazı kuramlar geliştirmişlerdir ve her molekülün sadece bir ışık kuantumu olarak uyarıldığını göstermiştir.Stark –Einstein fotokimyasal eşdeğerlik kuralı olarak bilinen bu yasa,fotokimyanın ikinci yasasının oluşturmaktadır.Yani kısaca bir Einstein yalnız bir mol molekülü uyarmaktadır.
Kuantum verimi
Fotokimyasal olayların yanı sıra birde fotofiziksel olaydan bahsetmiştik yukarıdaki paragrafta,işte bu duruma uyan olaylardan bir kaçı da fluoresans ve fosforesans bi bazı fotofiziksel olaylardır.Bu durum moleküller arası enerji aktarımının yüksek olduğu durumlardır.Burada herhangi bir olayın hızının absorblanan ışığın şiddetine oranına ‘kuantum verimi’ denir ve yerine konulursa
Φ=r/l(a)
Fotokimyasal olay için kuantum verimi,r reaksiyon hızının,l(a) absorblanan ışık şiddetine oranı olarak gösterilir.
Fotokimyanın ikinci yasasında olduğu gibi,her molekül bir fotonu kuantumlayabilir ve burada molar miktarın absorplanan Einstein miktarı olarak tanımlanır.Fotokimyanın birinci yasasında absorplanan miktar 1 olurken,bu durum radikallerde 1den daha büyüktür sebebi ise zincir reaksiyonlarının oluşumlarıdır ve fotofiziksel olaylarında veririmi genellikle 1den küçüktür,diyerek yazımıza da böylelikle son veriyoruz,başka bir yazımızda görüşmek üzere.

İsmail Çelik

Kaynaklar:
Prof.Dr.Yüksek Sarıkaya – Fizikokimya (Gazi Kitabevi Yayınları-2011)