نور شیمی

 

نور شیمی {فتو شیمی (Photo Chemistry)} ، شامل بررسی نوع خاصی از واکنش شیمیایی است. نور شیمی با برهم‌کنش بین یک فوتون و یک مولکول ، نیز تغییرات شیمیایی و فیزیکی بعدی ، ناشی این برهم کنش ، سروکار دارد.

نگاه

اجمالی

 

چون آغاز حیات به کمک نور خورشید بوده ، لذا این عقیده عمومیت پیدا کرد که درک فرایندهای آغاز شده توسط نور ، درک خود زندگی است و اگر چه هیچ کس اطمینان ندارد که زندگی را بدرستی درک کرده باشد ، اما آگاهی و دانش نسبت به بسیاری از فرایندهای نور شیمی در حد کمال است. فرایندهای نور شیمی برای ادامه حیات در روی زمین اهمیت زیادی دارند. اهمیت نور شیمی ، بیشتر در این امر نهفته است که بشر و طبیعت هر دو آن را بخوبی به خدمت می‌گیرد.

سیر تحولی و رشد

 

بشر آگاه از زمان‌های بسیار دور با اثر نور بر ماده آشنا بوده است. مثلا رومیان می‌دانستند که نور خورشید برای رشد گیاهان لازم است. همچنین آنها می‌دانستند که نور آفتاب بر وسایل رنگی اثر تخریبی دارد. در آن ایام ، از انرژی خورشیدی استفاده عملی نمی‌کردند، جز اینکه معروف است که سربازان "اسکندر" دستبندی از الیاف رنگین داشتند که به عنوان ساعت از آن استفاده می‌کردند، زیرا با گذشت زمان رنگ آن تغییر می‌کرد.

در اواخر قرن هیجدهم ، "هیلز" ، فرآیند فتوسنتز را توضیح داد. پس از آن فیزیکدانان و شیمی‌دانان به این موضوع علاقمند شدند و از آن به بعد ، مطالب مربوط به نور شیمی گسترش یافت. در آغاز ، بررسی‌های نورشیمی در کشورهای حوزه‌ مدیترانه گسترده در زیر تابش عظیم خورشید توسعه یافت. "سیمیسیان" و "سیلبر" در سال 1900 در بولونی ، گزارش‌های علمی در مورد استفاده از نور خورشید در تغییرات شیمیایی چاپ نمودند و توضیح دادند که این واکنش‌ها بسیار جالب هستند.

چهل و پنج سال بعد ، "شونبرگ" و "مصطفی" در مصر در مورد واکنش‌های دسیر شدن ، حذف و حلقه‌سازی که همه توسط نور خورشید انجام شد، کشف جالبی نمودند. پس از آن واکنش‌های نور شیمی زیادی در فاز گازی انجام شد. در سال‌های بعد درباره کار "سیلبر" و "مصطفی" مطالب نظری زیادی به چاپ رسید. رابطه‌ی منطقی بین ماده و نور و مفهوم کوانتیده بودن انرژی از نظریه پلانک نتیجه گرفته شد و "آلبرت انیشتین" قاعده مهمی را فرموله کرد:« برای اینکه ترکیبی در یک واکنش شرکت کند، باید نور جذب نماید.»

در سال‌های اخیر ، فرآیندهای نور شیمی توسعه فراوان یافتند.

فرآیندهای نور

شیمی

 

در فرآیند نور شیمی ، نور همراه یکی از اجزای واکنش کننده است. در نور شیمی ، اثرات فیزیکی و شیمیایی برانگیختگی الکترونی حاصل از اثر تابش الکترومغناطیسی با ماده ، مورد بررسی قرار می‌گیرد. تابش الکترومغناطیسی طیف گسترده‌ای از فیزیک امواج است که از طول موج کوتاه اشعه گاما تا طول موج‌های رادیویی و تلویزیونی را شامل می‌شود. اشعه ایکس و اشعه گاما ،‌ باعث یونیزه شدن مولکول‌ها می‌شوند.

در حالی که آنچه در نور شیمی بیشتر مد نظر است، برانگیختگی الکترونی است. لذا به طول موجهای زیر قرمز و فرابنفش ، توجه خاص معطوف می‌شود. همچنین واکنش‌ها ، تفکیک پذیری‌ ، ایزومری شدن و نشرنور توسط اتم‌ها و مولکولهای برانگیخته‌ ترکیبات شیمیایی ، هسته‌ اصلی فتوشیمی ( نور شیمی ) هستند.

هدف نور شیمی امروزی

 

• پاسخ به تقاضا برای انواع واکنشهای جدید و کلی
• جستجو برای ارائه نظریه‌های استادانه در مورد عوامل کنترل کننده انتقالات حالت برانگیخته.

کاربرد نور شیمی در

زندگی

• فتوسنتز از انرژی خورشید برای تولید کربوهیدرات از دی‌اکسید کربن و آب و همچنین افزایش یا برگشت اکسیژن به هوا استفاده می‌کند.
  
  
• نور با تغییراتی که در گازها و ذرات معلق در اتمسفر ایجاد می‌کند، باعث اصلاح ترکیبات ساختاری و شیمیایی آنها شده و لذا از حیات بر روی زمین محافظت می‌کند. در واقع تولید مولکول‌های پیچیده‌ی حیات از مولکول‌های کوچک خود ، باعث ادامه حیات می‌شود.
  
  
• کاربرد نور در سنتز مواد جدید ، چه برای مصارف بیولوژیکی و چه صنعتی است.
  
  
• بینایی در موجودات زنده یک فرایندی نور شیمیایی است.

بانوی برجسته جهان علم

شکفتن استعداد

روزی در یکی از جلسات سخنرانی یکی از اساتید بزرگ ریاضیات ، دختری جوان ، سخنان استاد را یادداشت می کرد. استاد در ضمن بیاناتش گفت: "من از دل ذره ، آفتاب بیرون می‌آورم."

دختر جوان این سخن استاد را با مسرت پذیرفت و با خود چنین اندیشید: علم قدرتی دارد که حتی تصور آن برای ما لذت‌بخش است. دانشمندان بزرگ گفته‌اند که جهان ، همچون کتاب بزرگی است که در هر سطرش رازی نهفته دارد. مردم ، کلمات این کتاب را خوانده و متحیر می‌شوند، ولی دانشمندان با مطالعه آن ، پرده از راز طبیعت برمی‌دارند.

تاریخچه

دختر جوان ، اهل کشور لهستان بوده و ماری نام داشت. وی در شهر ورشو ، پایتخت لهستان در خانواده‌ای فقیر به دنیا آمد و در همان شهر ، تحصیلات دبیرستان خود را به اتمام رسانید. سپس با مشکلات اقتصادی زیادی در دانشگاه پاریس به تحصیل ادامه داد.وی اتاق کوچکی داشت و چون هزینه برق زیاد بود، شب‌ها به کتابخانه‌ای می‌رفت و تا دیر وقت در نور و گرمای کتابخانه به مطالعه می‌پرداخت.

پیوند علمی یا پیوندی ناگسستنی

ماری در سال چهارم دانشگاهش در پاریس با دانشمند جوانی به اسم "پیر کوری" آشنا شد. این آشنایی ، ریشه دار شد و این دو جوان شیفته علم را به هم پیوند داد. در سال 1895 این دو دانشمند ، پیوند زناشویی بستند و از آن پس ، ماری را ماری کوری نامیدند.

پایان نامه ماری کوری

ماری کوری برای اخذ گواهینامه پایان تحصیلاتش با راهنمایی همسرش بر روی عناصری که بعدها مواد رادیو اکتیو نام گرفتند، به تحقیق پرداخت. وی پایان نامه خود را با آزمایش درباره یگانه عنصر رادیو اکتیو شناخته شده آن زمان ، آغاز کرد . او در تحقیقاتش به این نتیجه رسید که پرتوزایی در سنگ معدنی اورانیوم از خود اورانیوم بیشتر است. بنابراین ، وجود عناصر ناشناخته با شدت تشعشعی بالا را در سنگ اورانیوم حدس زد.

حدس ماری پس از انجام آزمایشاتی به تحقق پیوست و او اسم آن عنصر را "رادیوم" گذاشت. به زودی معلوم شد که می‌توان رادیوم را در صنعت و پزشکی بکار گرفت. گروهی از مهندسان آمریکایی می‌خواستند تکنیک به دست آوردن رادیوم را از دانشمندان جوان بخرند، اما آنها با چشم پوشی از مسایل مالی ، روش به دست آوردن رادیوم را منتشر کردند.

صعود ماری کوری به قله دانش

در سال 1903، فرهنگستان علوم سوئد به پیر کوری ، جایزه نوبل داد. اندکی بعد وی استاد دانشگاه پاریس شد و ماری کوری نیز ریاست آزمایشگاه فیزیک را در دانشگاه پاریس عهده دار شد. این دو دانشمند دو دختر داشتند. البته زمان زیادی نگذشت که پیر کوری در تصادفی کشته شد و ماری کوری به سوگ همسرش نشست.

بعد این حادثه ناگوار به پیشنهاد هیأت دانشگاه در جای همسرش به تدریس پرداخت و تا آن زمان هیچ زنی چنین رتبه علمی نداشت. ماری هنگام تدریس در دانشگاه ، تحقیقات خود را درباره رادیوم تکمیل کرد و در سال 1911 دومین جایزه نوبل از طرف فرهنگستان علوم سوئد به وی عطا شد.

قاتل نامرئی ماری کوری که بود؟

ماری کوری در سال 1934 در پاریس در گذشت. مرگ وی برای پزشکان حیرت انگیز بود که چه مرضی او را از پای درآورده بود؟ ماری چندین سال با رادیوم کار کرده و در معرض تشعشعات آن قرار گرفته بود. پزشکان بر این عقیده بودند که قاتل نامرئی وی رادیوم بوده است.

ارزش‌های اجتماعی و اخلاقی ماری کوری

زندگی این بانوی برجسته که دو جایزه نوبل گرفت، سرشار از امید و تلاش بود. وی ابتدای دوران جوانیش را با زندگی دشواری شروع کرد و در سایه سعی و تلاش به بزرگترین مقام علمی جهان رسید. هیچ گاه شهرت و مقام او را فریفته نکرد و با وجود مقام بلند علمی در خانه ، کدبانو و مادری مهربان بود. اینیشتین درباره او گفته است : "ماری کوری یکی از نام آورترین کسانی است که نام و آوازه او را نفریفت."