Xem mẫu
- BÁO CÁO MÔN VẬT LÝ
PHÁT QUANG
Học viên: Thái Ngọc Ánh
Chuyên ngành Quang – Quang Phổ
Thời gian báo cáo: 30 phút
- NGUỒN GỐC CỦA SỰ PHÁT
QUANG HỮU CƠ
Các liên kết cơ bản trong chất hữu cơ
1.
2. Các quá trình phát quang
Quan sát thực nghiệm
3.
3.1 Phổ hấp thụ
3.2 Phổ phát xạ
3.3 Phổ kích thích
3.4 Thời gian sống và các thông số tốc độ
3.5 Hiệu suất lượng tử và các hiệu suất
- 1. Các liên kết cơ bản trong chất
hữu cơ
Cấu hình các bon thường 1S22S22p2
Cấu hình các bon chuẩn bị liên kết 1S22S12p3 (một e từ quỹ đạo 2s
nhãy lên quỹ đạo 2p)
Đê giải thích cho sự hình thành liên kết J. Slater và Pau – Linh
dùng thuyết lai hoá giữa các obitan
Sự lai hoá obitan nguyên tử là sự tổ hợp “trộn lẫn” một số
obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hoá
giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian.
- Các kiểu lai hóa thường gặp
Lai hoá sp3 là tổ hợp 1 obitan s và 3 obitan p của một
nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 4 obitan lai hoá sp3
định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của hình tứ diện đều
Lai hoá sp3 dùng để giải thích
cho CH4 và các hyđro – các
bon no. Đặc biệt trong dãy
ankan hay là các parafin
- Lai hoá sp2
Lai hoá sp2 là sự tổ hợp 1 obitan s và 2 obitan p của
nguyên tử các bon tham gia liên kết tạo thành 3 obitan
lai hoá sp2 nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ
tâm đến đỉnh của tam giác đều.
- Lai hoá sp
Lai hoá sp là sự tổ hợp 1 obitan s với 1
obitan p của nguyên tử các bon tham gia
liên kết tạo thành hai obitan lai hoá sp
nằm thẳng hàng nhau hướng về hai phía,
đối xứng nhau.
- Liên kết và liên kết
Liên kết tạo thành do sự xen
phủ trong đó trục của các
obitan tham gia liên kết trùng
với đường nối tâm của hai
nguyên tử liên kết (sự xen
phủ trục)
Liên kết tạo thành do sự xen
phủ trong đó trục các obitan
tham gia liên kết song song với
nhau và vuông góc với đường
nối tâm của hai nguyên tử tham
gia liên kết (sự xen phủ bên)
- Chẳng hạn
- 2. Quá trình phát quang
- • Phát quang có thể sinh ra từ các trạng thái đơn S1, S2,
S3,… Tuy nhiên, thường thì phát quang xảy ra với S1.
• Thời gian sống S1 cở 10-9 s, trong khi đó chu kì dao
động phân tử 10-12 s, phân tử cân bằng nhiệt động trước
khi phát quang. Đối với phân tử đã cho phổ phát xạ thì
thời gian huỳnh quang và hiệu suất huỳnh quang
lượng tử không phụ thuộc vào trạng thái kích thích ban
đầu.
• Quá trình dịch chuyển không phát xạ đống vai trò
quan trọng trong quá trình phát quang trong phân tử
chất hữu cơ. Quá trình không bức xạ gồm quá trình
dịch chuyển bên trong(internal conversion) và quá trình
truyền qua (intersystem crossing)
- • Sự dịch chuyển giữa trạng thái đơn và trạng thái ba
thường bị cấm do quy tắc chon lọc, tuy nhiên vẫn
còn một hằng số tốc độ hữu hạn cho sự truyền qua từ
trạng thái đơn kích thích đến trạng thái ba kích thích
thấp nhất T1.
• quá trình truyền qua (intersystem crossing) là sự
dịch chuyển không bức xạ từ trạng thái đơn đến
trạng thái ba và ngược lại.
• Hằng số tốc độ đối với sự truyền qua và quá trình
dịch chuyển bên trong làm giảm sự tăng độ rộng
vùng cấm. đối với dịch chuyển S2 và S1 và S3 và
S2 là rất lớn so với dịch chuyển bên trong của S1 và
S0huỳnh quang tuân theo giữa S1 và S0, không
tuân theo giữa S3 và S2 hay S2 và S1
- • Hằng số tốc độ của sự truyền qua là lớn nếu
vùng cấm giữa trạng thái đơn và trạng thái
ba là nhỏhằng số tốc độ S2 và T3 lớn hơn
S2 và T2.
• Các dịch chuyển bên trong làm cho điện tử
nhanh chống về T1. Dịch chuyển huỳnh
quang T1 và S0 sẽ cạnh tranh với dịch
chuyển bên trong từ T1 về S0.
- Các thông số tốc độ
Huỳnh quang kFM
S1S0
k1M
Dịch chuyển bên trong kGM
S1 S0
Truyền qua giữa các hệ thống kTM
S1 T1
Lân quang kPT
T1 S0
Truyền qua giữa các kệ thống kGT
T1 S0
- • Phát xạ lân quang của ánh sáng cũng xảy ra.
Phát xạ lân quang cũng có ý nghĩa quan trọng
trong phát quang hữu cơ vì nó cũng bao gồm
phổ phát xạ khác nhau trong vùng bước sóng
dài hơn so với quá trình huỳnh quang tương
ứng
- • Một loại phát quang kéo dài nữa đó là sự
huỳnh quang kéo dài (delayed fluorescence).
• Hai kiểu để giải thích cho huỳnh quang kéo
dài
- 3. Quan sát thực nghiệm
3.1 Phổ hấp thụ (absorption spectra)
•
3.2 Phổ phát xạ (emission spectra)
•
3.3 Phổ kích thích (excitation spectra)
•
3.4 Thời gian sống và các thông số tốc độ
•
(lifetimes and rate parameters)
• 3.5 Hiệu suất lượng tử và các hiệu suất
(quantum efficiency and yields)
- Ánh sáng truyền qua vật liệu
• Ta có 1 I0
lg
cd It
- 3.1 Phổ hấp thụ
hc
h E2 E1
• Hệ thức Einstein
• Trong một phân tử thì phải kể đến năng
lượng do dao động và năng lượng quay nên
hệ thức trên viết đầy đủ là
h Ee Evib Erot
Phổ hấp thụ thường được vẽ hiệu suất tắt
dần theo tần số , bước sóng , hoặc số
sóng
- Các mức năng lượng dao động của S1 và S0
trong phổ hấp thụ và phát xạ
nguon tai.lieu . vn