Chemiliuminescencija yra apibrėžiama kaip šviesos skleidžiama kaip a cheminė reakcija. Tai taip pat žinoma, rečiau, kaip chemoliuminescencija. Šviesa nebūtinai yra vienintelė energijos forma, išsiskirianti po chemiliuminescencinės reakcijos. Taip pat gali būti šiluma, sukelianti reakciją egzoterminė.
Vykdant bet kokią cheminę reakciją, reaktanto atomai, molekulės ar jonai susiduria vienas su kitu, sąveikaudami, kad sudarytų tai, kas vadinama pereinamoji būsena. Nuo pereinamosios būsenos susidaro produktai. Pereinamojoje būsenoje didžiausia entalpija, kai produktai paprastai turi mažiau energijos nei reagentai. Kitaip tariant, cheminė reakcija įvyksta todėl, kad padidina molekulių stabilumą / sumažina jų energiją. Vykstant cheminėms reakcijoms, kurios išskiria energiją kaip šilumą, sužadinama produkto virpesių būsena. Energija pasklinda po gaminį, todėl jis tampa šiltesnis. Panašus procesas vyksta chemoliuminescencijoje, išskyrus elektronus, kurie sužadinami. Sužadinta būsena yra pereinamoji arba tarpinė būsena. Kai sužadinti elektronai grįžta į pradinę būseną, energija išsiskiria kaip
fotonas. Skilimas į pagrindinę būseną gali vykti per leistiną perėjimą (greitas šviesos išsiskyrimas, pavyzdžiui, fluorescencija) arba uždraustą perėjimą (labiau kaip apie fosforescenciją).Teoriškai kiekviena reakcijoje dalyvaujanti molekulė išskiria vieną šviesos fotoną. Iš tikrųjų derlius yra daug mažesnis. Ne fermentinių reakcijų kvantinis efektyvumas yra apie 1%. Pridedant katalizatorius gali žymiai padidinti daugelio reakcijų ryškumą.
Chemiliuminescencijos metu energija, kuri sukelia elektroninį sužadinimą, gaunama iš cheminės reakcijos. Fluorescencinėje ar fosforescencinėje energijoje energija ateina iš išorės, kaip ir iš energetinio šviesos šaltinio (pvz., Juodos šviesos).
Kai kurie šaltiniai apibūdina fotocheminę reakciją kaip bet kokią cheminę reakciją, susijusią su šviesa. Pagal šį apibrėžimą chemiliuminescencija yra fotochemijos forma. Tačiau griežtas apibrėžimas yra tas, kad fotocheminė reakcija yra cheminė reakcija, kuriai reikia absorbuoti šviesą. Kai kurios fotocheminės reakcijos yra liuminescencinės, nes išsiskiria žemesnio dažnio šviesa.
Luminolio reakcija yra klasikinė chemiliuminescencijos demonstracija. Šioje reakcijoje luminolis reaguoja su vandenilio peroksidu, kad išleistų mėlyną šviesą. Reakcijos metu išsiskiria mažai šviesos, nebent pridedama nedaug tinkamo katalizatoriaus. Paprastai katalizatorius yra nedidelis geležies arba vario kiekis.
Atkreipkite dėmesį, kad pereinamosios būsenos cheminė formulė nesiskiria, tik elektronų energijos lygis. Kadangi geležis yra vienas iš metalo jonų, katalizuojančių reakciją, luminolio reakcija gali būti naudojamas aptikti kraują. Dėl hemoglobino esančios geležies cheminis mišinys švyti ryškiai.
Kitas geras cheminės liuminescencijos pavyzdys yra reakcija, vykstanti švytėjimo lazdelėse. švytėjimo lazdelės spalva gaunamas iš fluorescencinio dažo (fluoro), kuris sugeria chemiliuminescencijos šviesą ir išskiria ją kaip kitą spalvą.
Chemiliuminescencijai įtakos turi tas pats faktoriai kurie turi įtakos kitoms cheminėms reakcijoms. Reakcijos temperatūros padidėjimas ją pagreitina, todėl ji išskiria daugiau šviesos. Tačiau šviesa trunka ne taip ilgai. Poveikis gali būti lengvai matoma naudojant švytėjimo lazdeles. Įdėdami švytėjimo lazdelę į karštą vandenį, ji švyti ryškiau. Jei švytėjimo lazdelė dedama į šaldiklį, jos švytėjimas silpnėja, bet trunka daug ilgiau.
Bioliuminescencija yra chemoliuminescencijos forma, vykstanti gyvieji organizmai, toks kaip ugniagesiai, kai kurie grybai, daugybė jūros gyvūnų ir kai kurios bakterijos. Natūraliai jis neatsiranda augaluose, nebent jie yra susiję su bioliuminescencinėmis bakterijomis. Daugelis gyvūnų švyti dėl simbiotinių ryšių su Vibrio bakterijos.
Didžioji dalis bioliuminescencijos yra cheminės reakcijos tarp fermento luciferazės ir luminescencinio pigmento luciferino rezultatas. Kiti baltymai (pvz., Aekorinas) gali palengvinti reakciją, ir kofaktoriai (pvz., kalcio arba magnio jonai). Reakcijai dažnai reikia energijos, paprastai iš adenozino trifosfato (ATP). Nors skirtingų rūšių luciferinai yra mažai skiriasi, luciferazės fermentas dramatiškai skiriasi.
Organizmai naudoja bioliuminescencines reakcijas įvairiais tikslais, įskaitant grobio viliojimą, perspėjimą, poros pritraukimą, kamufliažą ir savo aplinkos apšvietimą.
Puvinio mėsa ir žuvis yra bioliuminescencinės prieš pat puvimo. Šviečia ne pati mėsa, o bioliuminescencinės bakterijos. Anglies kasėjai Europoje ir Didžiojoje Britanijoje silpnam apšvietimui naudotų džiovintas žuvų odas. Nors odos kvepėjo siaubingai, jas naudoti buvo daug saugiau nei žvakes, kurios galėjo sukelti sprogimus. Nors dauguma šiuolaikinių žmonių nežino apie negyvą kūno švytėjimą, tai minėjo Aristotelis ir ankstesniais laikais tai buvo gerai žinomas faktas. Jei jums įdomu (bet nesiruošiate eksperimentuoti), puvinio mėsa švyti žalia spalva.