A fluorescência e a fosforescência são fenômenos essenciais em áreas como química analítica, geração de imagens biológicas e na ciência dos materiais, onde detectam propriedades moleculares e visualizam estruturas celulares. Entender as variáveis ​​que influenciam esses comportamentos luminescentes é crucial para maximizar a precisão e a eficiência em suas aplicações. Essas variáveis ​​podem ser agrupadas de maneira ampla em estrutura química, propriedades do solvente e condições externas, cada uma desempenhando um papel distinto na determinação da intensidade e eficiência da fluorescência e da fosforescência.

Estrutura química

A estrutura química impacta significativamente a fluorescência e a fosforescência.

Compostos aromáticos com transições de baixa energia de π-ligante para π-antiligante tendem a exibir fluorescência intensa e prática. Em contraste, estruturas carbonílicas alifáticas e alicíclicas, ou estruturas de ligação dupla altamente conjugadas, também podem apresentar fluorescência, mas em menor extensão. Compostos de anel fundido, como quinolina e isoquinolina, geralmente também apresentam fluorescência. Substituir um anel de benzeno pode influenciar significativamente os comprimentos de onda máximos de absorção e a emissão de fluorescência. Por exemplo, a substituição do halogênio demonstra o efeito de átomo pesado, que aumenta a probabilidade de cruzamento intersistema para o estado tripleto. Enquanto isso, a substituição de ácido carboxílico, ou grupo carbonila, normalmente inibe a fluorescência. Moléculas com estruturas rígidas, como fluoreno, têm maior probabilidade de exibir maior eficiência quântica, enquanto moléculas não rígidas experimentam maiores taxas de conversão interna, levando à desativação sem radiação.

Propriedades do solvente

A escolha do solvente é crítica para a intensidade da fluorescência. Temperaturas mais altas reduzem a eficiência quântica à medida que as colisões moleculares aumentam. Solventes de baixa viscosidade aumentam a conversão externa, diminuindo a fluorescência, enquanto solventes com átomos pesados ​​suprimem a fluorescência e estimulam a fosforescência. A presença de oxigênio dissolvido pode extinguir a fluorescência induzindo a oxidação de espécies fluorescentes ou promovendo o cruzamento intersistema para o estado tripleto.

Condições Externas

Fatores ambientais como pH desempenham um papel no comportamento da fluorescência, particularmente em compostos aromáticos com substituintes ácidos ou básicos. As formas protonadas e não protonadas desses compostos apresentam variações tanto na intensidade de emissão quanto no comprimento de onda, um princípio aplicado em titulações ácido-base para detectar pontos finais.