BÁO CÁO MÔN VẬT LÝ PHÁT QUANG Chuyên ngành Quang – Quang Phổ

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....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO MÔN VẬT LÝ PHÁT QUANG Chuyên ngành Quang – Quang Phổ 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 S0huỳnh 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 nhỏhằng 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 S1S0 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 ...