第三章光化学原理分解ppt课件.ppt
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1、篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第三章光化学原理材料学院王海侨11篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统主授内容一、电子的激发二、激发能的耗散(去激发)三、荧光吸收光谱与发射光谱四、量子效率及影响因素五、激基缔合物与激基复合物2篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、电子的激发1.电子的跃迁2.多重态3.选择定则3篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,
2、篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.电子的跃迁光子被分子的发色团(指分子中吸收光的那些基团或键)吸收后,它的能量转移给了分子,随之引起分子的电子结构的改变,产生各种电子的跃迁,其中最重要的是 *和n *跃迁。n轨道:孤对电子所处的非键轨道。当有机分子中有杂原子时,就可能出现杂原子中的一个电子对没有与其它原子共用而在未成键的轨道中,这种轨道就是n轨道。它不参与分子的成键体系4篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的
3、系统不是所有的孤对电子都是非成键电子6篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统共轭共轭不共轭7篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统电子跃迁通常能在紫外吸收光谱中观察到。吸收光的波长位置和强度与电子结构有关。含CC键的化合物如乙烯,吸收137.5200nm的光子,电子从轨道跃迁到*轨道,产生 *跃迁,形成的激发态称为*态。含共轭双键的化合物如丁二烯,因和*轨道分别重新组合,使最高占有轨道和最低未占轨道间能隙缩小,跃迁能量降低。8篮球比赛是根据运动队在规定的比
4、赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统丁二烯9篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统此图的问题10篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统随共轭双键数增加,最高占有轨道和最低未占轨道间能隙随之缩小,因而在紫外光谱中最大吸收的波长max不断移向长波处。对于各种多烯烃,随分子中的共轭双键数增加,吸收光谱中max值也随之增加。11篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得
5、分类型的系统12篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统含重键的杂原子发色团化合物的特征是存在n *跃迁,如甲醛吸收280nm光子后,n轨道上的一个电子跃迁至*,产生n *跃迁,形成n*态。此外,在190nm左右也有较强的吸收,这是n *或 *跃迁的结果。13篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统吸收强弱与跃迁类型有关。n*跃迁几率小,吸光系数低,*跃迁几率大,吸光系数高。原因是n轨道与*正交,电子云重叠少;而*轨道重叠较多。*跃迁不仅需要能量高,几率也小。
6、正因为如此,烯烃比羰基化合物有较大的吸收强度。14篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统15篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统16篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.多重态在激发态中,两个电子分别在两个不同轨道上,所以激发态由两个半充满的轨道组成。Pauli原理并不是要求在两个轨道上的电子自旋必定反向,所以产生两种可能:一是两个电子自旋仍是反向;另一种是两个电子自旋同向。17篮
7、球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统激发态的多重态是指在强度适中的磁场影响下,化合物在原子吸收和发射光谱中谱线的数目。谱线的数目由分子中的自旋量子数的代数和S决定,谱线的数目为2S1条。s是体系内电子自旋量子数的代数和。18篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一个电子的自旋量子数可以是+1/2或-1/2。配对的电子,一个电子的自旋量子数是+1/2(用 表示),另一个是-1/2(用 表示)。如果分子中所有的电子全配对,则自旋量子数的代数和等于s0,2s+1
8、为1,则这样的分子就是单重态;否则就为三线态。单线态用s表示,三线态用T表示。19篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统分子处于基态时,能量最低。单线态基态用S0表示。把一个电子从基态分子的最高占有轨道HOMO激发到最低空轨道LUMO所要吸收的能量最少,形成的激发态是第一激发态。第一激发态可以是激发单线态S1,也可以是激发三线态T1。20篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统从基态分子的最高占有轨道上激发一个电子,进入比LUMO更高的轨道上就产生了比第一激
9、发态S1或T1更高的激发态,按能量高低,依次用S2、S3、或T2、T3.表示。21篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一个有机分子的基态能量E由三部分组成,即电子能量Ee、分子的振动能量Ev和分子的转动能量Er组成。有机分子吸收能量会引起这三种能量的变化。吸收远红外光子后,只能引起转动能量变化;吸收近红外光子,则既可以引起转动能量变化,也可以引起振动能量变化;吸收紫外光子,如果光子的能量超过分子的HOMO和LUMO能隙时,则上述三种能量都会引起变化。22篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球
10、比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统有机分子发生电子跃迁时吸收的光子的能量Eh是量子化的,但是通常有机材料的吸收光谱都是一个比较宽的带状谱因为除了电子从能量低的轨道跃迁到能量高的轨道吸收能量外,分子的振动以及分子的转动也要吸收能量,相当于在电子能级上,又附加了许多分子振动及转动能级。对于有机分子,分子的转动能级差非常小,可以近似为连续的,因此测得的吸收光谱是带状的。23篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统从能量角度看,激发三线态的能量比激发单线态的低,其差值EST与跃迁类型有关,n *跃迁的EST小,*跃迁的EST大。2
11、4篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统25篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.选择定则有机分子的激发态是由电子跃迁产生的,有机分子中有许多能级,电子从低能级向高能级跃迁,这种跃迁有时是允许的,有时却是禁阻的。26篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统选择定则对于允许的跃迁,跃迁的概率就非常大,表现在吸收光谱上,吸收强度就很大;而对于禁阻的跃迁,跃迁的概率很小或者根本不发生跃迁。表
12、现在吸收光谱上,吸收强度很小,或根本没有吸收峰。27篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一种跃迁是允许的还是禁阻的有许多的因素决定。包括:跃迁过程中分子的几何形状是否改变;动量是否改变;分子轨道波函数是否对称以及轨道空间的重叠程度。28篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统电子在跃迁过程中,自旋不改变的跃迁是允许的,如单重态单重态(SS)之间的跃迁,三重态三重态(TT)之间的跃迁是允许的;自旋改变的跃迁就是禁阻的,如单重态三重态和三重态单重态之间的跃迁是
13、禁阻的。29篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一般激发三线态都经激发单线态转变而成。基态激发单线态激发三线态30篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统在有些情况下,由于电子的自旋角动量与轨道角动量有部分耦合作用,禁阻的单重态三重态以及三重态单重态之间的跃迁是部分允许的。这种引起电子自旋反转的跃迁在有重金属离子存在时更容易发生,这是三线态也可以发光(磷光)的原因。31篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统
14、是一种得分类型的系统激发态的寿命是有限的,它们的激发能会很快失去,一般是通过发射光的形式耗散能量,然后回到基态。激发能耗散的途径有几种,可用Jablonsky图表示:Jablonsky(雅布(雅布伦斯基)图伦斯基)图二、激发能的耗散(去激发)32篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统几个注意问题产生激发态时,吸收的光子的能量可以不同,产生的激发态就可以是S1、S2、S3、。在基态或每个激发态还有不同的振动能级。基态电子处在基态的最低振动能级(0),而激发态电子处在激发态的不同振动能级上。激发态电子通过与分子振动(声子)相互作
15、用(电声子作用),处于高激发态S1、S2等的电子会很快失活而驰豫到最低的S1上,然后再由S1发生光物理或光化学过程。33篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Kasha规则一般情况下,光物理或光化学过程都是由激发态的最低能级激发单重态或激发三重态开始发生的。微观粒子某一过程发生的概率与发生这一过程的时间有关,发生这一过程的时间越短,则发生的概率就越高。高激发态电子失活到最低激发态的时间大约10-13s,电子由激发态失活驰豫到基态的时间在10-9s,所以高激发态的电子更容易失活到最低激发态,直接驰豫到基态的可能性极小。34篮球
16、比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统辐射失活荧光、磷光无辐射失活过程热能由于激发态在发光前有些能量在其他过程中失去,所以荧光的波长比吸收光的波长要长(斯托克顿频移)。T1的能级又比S1能级低,所以磷光的波长要长。35篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统斯托克顿频移一个化合物 的发射光谱常常与其吸收光谱很类似,但总是较相应的吸收光谱红移,这被称为斯托克顿频移(Stokes shift)。36篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮
17、球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统几个基本概念基态S0、激发态Sn、电子能级、振动能级(0、1、2)、振动驰豫、内部转换、系间窜越、荧光、磷光、斯托克顿频移。37篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统荧光和磷光的比较磷光能量比较低;磷光寿命长;磷光有“后发光”的特征,即切断激发光束后仍然可观察到发光,在记录长寿命的磷光前,荧光已衰减到零。38篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三.荧光发射光谱与吸收光谱 发射光谱和吸收光谱常存在着大致的镜像关系 图
18、中实线是发射光谱,虚线是吸收光谱,既有荧光部分又有磷光部分。39篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统由于吸收是电子在基态(S0)的最低振动能级(0)向高一级的电子能级(S1)的各振动能级跃迁时发生的。发射是电子从激发态(S1)的最低振动能级回到基态的各振动能级时发生的,因此镜像关系的存在意味着各振动能级之间的间隔和电子在各振动能级的分布几率在基态和激发态中是非常类同的。40篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图中还指出了发射和吸收光谱中各谱线与振动能级
19、间的对应关系,该两光谱应以00带谱线为轴,对称排列,在00带重叠,实际上,在气相样品的光谱中确实可观察到两光谱重叠,但在溶液中,发射光谱和吸收光谱的00带间有分离,分离程度与温度、溶剂有关。41篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四.量子效率及影响因素 1.量子效率 2.影响荧光和磷光的分子结构及环境因素 42篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.量子效率量子效率定义为物质分子每吸收单位光强后发射出的荧光强度:式中,f为荧光量子效率;F为荧光强度;q
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