材料化学与物理-3-光物理基础-1.doc

  1. 1、本文档共21页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
材料化学与物理-3-光物理基础-1

光物理基础 2011-3-21 基态:当一个分子中的所有电子的排布完全遵循建造原理时, 我们称这个分子处于基态(ground state) 激发态:当分子中电子的排布不完全遵从建造原理时, 我们称分子处于激发态(Excited State) 电子在原子或分子中排列分布所遵循的原则: 基态与激发态 激发态的产生——光和分子的相互作用 (1)光的本质;(2) 光波与电子的相互作用;(3) 电离势 (1)光的本质:光是电磁波的一部分,可用在互相垂直的平面内,以正弦波方式振 动的、并和电磁波传播方向垂直的电场和磁场来描述 hvE = v C =λ (2) 光波与电子的相互作用 C he eF ][ν ε+=ε e ≈ 激发一个电子所需要的能量: E hC Δ =λ 秒尔格×= ?27 1063.6 h sJ ?×= ?34 1063.6 snmC /103 17 ×= 123 1002.6 ? ×= molN molkcal 13 1044.11×=尔格 nm molKcalE molKcal )/( /1086.2 4 Δ × =λ molKJ nm NhC E )( 10196.1 5 λλ × ==Δ或 (3)电离势:从一个气态分子中排出一个电子,生成一价气 态正离子所需的最小能量,称为此分子的第一电离势。 KEhvIP ?=(电子动能) 轨道能是相应电离势的负值,即: IPHOE ?=)( 这被称为Koopman定理,表示为 IPE ?=)(φ hv HOMO LUMO EAIP EA*IP* 基态分子激发态分子 激发态的特点 激发态与基态的性质比较 1.能量: 激发态分子是高能不稳定的分子。例如有人计算,当 分子吸收了253.7nm波长的光子时,其能量相当于被加 热到40000k时所具有的能量 2.键长和键能:通常激发态的键长较基态增加约15%。 例如,甲醛在基态时其C=O键长是0.121nm,在第一单重 激发态时是0.132nm;乙炔在基态时其C≡C键长是 0.120nm,在第一激发单重态时是0.132nm,在第一激 发三重态时是0.136nm 3.改变分子的平面性:例如甲醛的两个氢原子在第 一激发单重态偏离原平面25度,其第一激发三重态 偏离原平面35度;乙烯的两个亚甲基在激发态时处 于相互垂直的两个平面内。 4.电子构型的改变:例如甲醛的电子构型在基态时 是SP2杂化,在激发态时是SP3杂化;乙炔中的碳原 子由基态时的SP杂化变为激发态时的SP2杂化 5.酸碱性的改变: (1) 分子的酸性基团是电子给体时 pK(基) >pK(三) pK(单) (2)分子的酸性基团是电子受体时 pK(基) <pK(三) pK(单) 5.分子极性的改变 7.氧化还原电位的改变 8.电离势和电子亲合能的改变 9.HOMO和LUMO能级及其对称性的改变 10.化学反应性质 激发态分子的失活: 激发态分子失去激发能回到基态的过程被称为激发态的失活 (diactivation)、衰变(decay)或猝灭(quenching)。 ?多重度=2S+1,S=n*1/2,n为是电子自旋不配对即 自旋平行电子数。 ?所谓的三重态(三线态)是电子受激发在跃迁过 程中还伴随着自旋方向的改变,这时分子便具有 两个自旋不配对的电子,即s=1,分子的多重度M =3。 而单电子数也可以时基态轨道和激发态轨道各占 一个单电子,但两个电子自旋仍然时反向的,此 时s=0,分子多重度M=1. 光物理 光化学 激发态的分子内失活遵从一级反应动力学 [][] kT teAA ? = * 0 * [] [] kTte A A ?= * 0 * [] [] kT A A t =* * 0log k t 1 =根据定义,激发态的寿命 [] [] e A A t log1log* * 0== [] [] e A At * 0 *= 类似的,辐射寿命是发光强度减为初始的所需要的时间 e 1 kt I I t = 0 log 自然辐射寿命(Natural RadiativeLifetime) F f k 10 =τ P P k 1 =τ 观测辐射寿命(Observed RadiativeLifetime) STICF f kkk ++ = 1 τ TSp P kk + = 1 τ f f F STICFf f k kkk Φ = ++ = ττ τ )(0 ST P P STP STTSPP P TSPP P k kk k kk Φ? Φ = ? Φ+ = + = τ φ ττ τ )()(0 max 4 010 ε τ ? = f e u f g g dvv ? × = ∫ε τ2 8 0 ~ 1047.3 v ~ eugg , 是吸收带中

文档评论(0)

jgx3536 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:6111134150000003

1亿VIP精品文档

相关文档