CAMPBELL-REECE : Yang Terjadi Ketika Klorofil Terkena Cahaya

Kita mengetahui bahwa cahaya memainkan peranan penting dalam proses fotosintesis. Cahaya berperan dalam reaksi terang dimana air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen. Jika cahaya mengenai klorofil, maka apa yang akan terjadi?. Secara singkat jawabannya adalah eksitasi klorofil.

Ketika klorofil dan pigmen-pigmen lain terkena cahaya, maka warna-warna yang bersesuaian dengan panjang gelombang akan lenyap dari spektrum cahaya yang diteruskan atau dipantulkan. Ketika suatu molekul menyerap foton cahaya maka satu elektron molekul akan terangkat ke suatu orbital.

Seperti yang kita ketahui bahwa elektron dalam suatu atom berada dalam orbital-orbital tertentu. Jika elektron tersebut menerima energi atau foton cahaya, maka elektron tersebut akan naik ke orbital yang lebih tinggi, sehingga memiliki energi potensial yang lebih besar. Peristiwa ini dinamakan eksitasi elektron.

Ketika molekul-molekul pigmen berada pada  pada kondisi dasar (ground state), penyerapan foton mendorong  elektron ke orbital yang berenergi lebih tinggi, dan molekul pigmen tersebut dikatakan dalam kondisi tereksitasi. Foton yang diserap hanya energinya yang tepat setara dengan selisih energi antara kondisi dasar dan kondisi tereksitasi. Selisih energi ini bervariasi antara satu molekul dengan molekul lainnya, sehingga senyawa tertentu hanya menyerap energi foton yang bersesuaian dengan panjang gelombang spesifiknya. Itulah mengapa setiap pigmen memiliki  spektrum absorbsi yang khas.

Setelah penyerapan foton mengangkat elektron dari kondisi dasar ke kondisi tereksitasi, elektron tidak bisa lama dalam orbital tersebut dan kembali ke kondisi dasarnya. Kondisi tereksitasi merupakan kondisi yang tidak stabil, umumnya elektron yang tereksitasi kembali jatuh ke kondisi dasarnya dalam rentang waktu satu per miliar detik.

Proses jatuhnya elekton dari kondisi tereksitasi ke kondisi dasar melepaskan kelebihan energi dalam bentuk panas. Beberapa pigmen seperti klorofil memancarkan cahaya dan panas setelah menyerap foton, dan ketika elektron jatuh kembali foton akan dilepaskan dan memancarkan cahaya yang dinamakan fluoresensi.

Jika larutan klorofil yang diisolasi dari kloroplas disinari, larutan ini akan ber-flouresensi di bagian merah-jingga dari spektrum serta melepaskan panas.