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化學(xué)發(fā)光（是什么，和其他發(fā)光有何不同，例子，影響因素，應(yīng)用）
Release Time：2021-03-13什么是化學(xué)發(fā)光？
化學(xué)發(fā)光定義為由于化學(xué)反應(yīng)而發(fā)出的光。它也不太常見地稱為化學(xué)發(fā)光。光不一定是化學(xué)發(fā)光反應(yīng)釋放的唯一能量形式。也可能產(chǎn)生熱量，使反應(yīng)放熱。
化學(xué)發(fā)光的原理
在任何化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的原子，分子或離子相互碰撞，相互作用形成所謂的過(guò)渡態(tài)。從過(guò)渡狀態(tài)開始，形成產(chǎn)品。過(guò)渡狀態(tài)是最大的焓，產(chǎn)物的能量通常比反應(yīng)物少。換句話說(shuō)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是因?yàn)樗黾恿朔肿拥姆€(wěn)定性/降低了其能量。在化學(xué)反應(yīng)中以熱能形式釋放能量時(shí)，會(huì)激發(fā)產(chǎn)品的振動(dòng)狀態(tài)。能量散布在產(chǎn)品中，使其變熱。化學(xué)發(fā)光中發(fā)生類似的過(guò)程，除了電子被激發(fā)。激發(fā)態(tài)是過(guò)渡態(tài)或中間態(tài)。當(dāng)激發(fā)的電子返回基態(tài)時(shí)，能量以光子的形式釋放。衰減到基態(tài)可以通過(guò)允許的躍遷（光的快速釋放，如熒光）或禁止的躍遷（更像是磷光）發(fā)生。
從理論上講，參與反應(yīng)的每個(gè)分子都會(huì)釋放一個(gè)光子。實(shí)際上，產(chǎn)量要低得多。非酶反應(yīng)的量子效率約為1％。添加催化劑可以大大增加許多反應(yīng)的亮度。
化學(xué)發(fā)光與其他發(fā)光有何不同
在化學(xué)發(fā)光中，導(dǎo)致電子激發(fā)的能量來(lái)自化學(xué)反應(yīng)。在熒光或磷光中，能量來(lái)自外部，例如來(lái)自高能光源（例如黑光）。一些來(lái)源將光化學(xué)反應(yīng)定義為與光相關(guān)的任何化學(xué)反應(yīng)。在此定義下，化學(xué)發(fā)光是光化學(xué)的一種形式。但是，嚴(yán)格的定義是光化學(xué)反應(yīng)是需要吸收光才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 隨著較低頻率的光的釋放，一些光化學(xué)反應(yīng)會(huì)發(fā)光。
化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的例子
魯米諾反應(yīng)是化學(xué)發(fā)光的經(jīng)典化學(xué)證明。在該反應(yīng)中，魯米諾與過(guò)氧化氫反應(yīng)以釋放藍(lán)光。除非添加少量合適的催化劑，否則反應(yīng)釋放的光的量很少。通常，催化劑是少量的鐵或銅。反應(yīng)是：
C8H7N3O2（魯米諾）+ H2O2（過(guò)氧化氫）→3-APA（振動(dòng)激發(fā)態(tài)）→3-APA（衰減至較低的能級(jí)）+光
其中3-APA是3-Aminopthalalate。注意過(guò)渡態(tài)的化學(xué)式?jīng)]有區(qū)別，只有電子的能級(jí)不同。由于鐵是催化反應(yīng)的金屬離子之一，因此魯米諾反應(yīng)可用于檢測(cè)血液。血紅蛋白中的鐵導(dǎo)致化學(xué)混合物明亮地發(fā)光。
化學(xué)發(fā)光的另一個(gè)很好的例子是在熒光棒中發(fā)生的反應(yīng)。熒光棒的顏色來(lái)自熒光染料（一種熒光團(tuán)），該熒光染料吸收化學(xué)發(fā)光產(chǎn)生的光并將其釋放為另一種顏色。
化學(xué)發(fā)光不僅發(fā)生在液體中。例如，潮濕空氣中的白磷發(fā)出的綠色光是汽化的磷與氧氣之間的氣相反應(yīng)。
影響化學(xué)發(fā)光的因素
化學(xué)發(fā)光受其他化學(xué)反應(yīng)的相同因素的影響。提高反應(yīng)溫度會(huì)加快反應(yīng)速度，使其釋放更多的光。但是，光不會(huì)持續(xù)那么長(zhǎng)時(shí)間。使用熒光棒可以輕松看到效果。 將電熱棒放在熱水中可使它發(fā)出更明亮的光。如果將熒光棒放置在冰箱中，其發(fā)光會(huì)減弱，但持續(xù)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。
生物發(fā)光
生物發(fā)光是化學(xué)發(fā)光的一種形式，發(fā)生在螢火蟲，某些真菌，許多海洋動(dòng)物和某些細(xì)菌等活生物體中。除非它們與生物發(fā)光細(xì)菌有關(guān)，否則它不會(huì)自然存在于植物中。許多動(dòng)物因與弧菌細(xì)菌共生而發(fā)光。大多數(shù)生物發(fā)光是熒光素酶和發(fā)光色素?zé)晒馑刂g化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。其他蛋白質(zhì)（例如，水母發(fā)光蛋白）可以輔助反應(yīng)，并且可以存在輔因子（例如，鈣或鎂離子）。該反應(yīng)通常需要能量輸入，通常是三磷酸腺苷（ATP）。盡管來(lái)自不同物種的熒光素之間幾乎沒有差異，但熒光素酶在種間之間差異很大。綠色和藍(lán)色生物發(fā)光是最常見的，盡管有些物種會(huì)發(fā)出紅色光。生物將生物發(fā)光反應(yīng)用于多種目的，包括誘捕，警告，吸引伴侶，偽裝和照亮其環(huán)境。
有趣的生物發(fā)光事實(shí)
腐爛之前，腐爛的肉和魚具有生物發(fā)光性。發(fā)光的不是肉本身，而是生物發(fā)光細(xì)菌。歐洲和英國(guó)的煤礦工人會(huì)使用干燥的魚皮來(lái)用做微弱的照明。盡管聽起來(lái)很恐怖，但它們比蠟燭使用起來(lái)安全得多，因?yàn)橄灎T可能會(huì)引起爆炸。盡管大多數(shù)現(xiàn)代人都沒有意識(shí)到死肉的光芒，但亞里士多德曾提到過(guò)，這在較早時(shí)期是眾所周知的事實(shí)。
