光化学基本原理学习教案

1、会计学1光化学基本原理光化学基本原理第一页，共33页。1.1 概概 述述第1页/共32页第二页，共33页。1.2 分子分子(fnz)轨道轨道1AB2AB 其中其中(qzhng)一个分子轨道是成键的，它比原来的原子轨一个分子轨道是成键的，它比原来的原子轨道道更稳定，另外一个分子轨道是反键的，它比原来的原子轨道能量更稳定，另外一个分子轨道是反键的，它比原来的原子轨道能量高。高。 分子光化学中主要涉及五种类型的分子轨道：未成键电子分子光化学中主要涉及五种类型的分子轨道：未成键电子n轨道、成键电子轨道、成键电子和和轨道，反键电子轨道，反键电子*和和*轨道轨道 第2页/共32页第三页，共33页。1AB2

2、AB第3页/共32页第四页，共33页。组合，在分子平面上有一个节面。在烯烃中，键电子在分子平面两侧对称分布。与轨道想对应的是反键*轨道。第4页/共32页第五页，共33页。CCH3CC烯烃键烯烃*键COCO羰基键羰基*键第5页/共32页第六页，共33页。第6页/共32页第七页，共33页。 1.3.1 激发态的电子组态激发态的电子组态 将电子填充到分子轨道上可得到分子的电子组态，例如将电子填充到分子轨道上可得到分子的电子组态，例如：甲醛分子的基态可表示如下：甲醛分子的基态可表示如下(rxi)： 上式中每个括号右上脚的数字表示该轨道上电子数目，上式中每个括号右上脚的数字表示该轨道上电子数目，由于与化

3、学反应最有关的是最到占有轨道和最低空轨道，上由于与化学反应最有关的是最到占有轨道和最低空轨道，上式可以简化为：式可以简化为：第7页/共32页第八页，共33页。第8页/共32页第九页，共33页。 分子或原子的多重态是在强度适当的磁场影响分子或原子的多重态是在强度适当的磁场影响 ，化，化合物在原子吸收和发射光谱中谱线的数目。分子或原子合物在原子吸收和发射光谱中谱线的数目。分子或原子光谱中呈现（光谱中呈现（2S+1）条谱线。这里，）条谱线。这里，S是体系内电子自旋是体系内电子自旋量子数的代数和。一个电子的自旋量子数可以是量子数的代数和。一个电子的自旋量子数可以是+1/2或或1/2。根据。根据Paul

4、i不相容原理，两个电子在同一个轨道里，不相容原理，两个电子在同一个轨道里，必须是自旋配对的，也就是一个电子的自旋量子数是必须是自旋配对的，也就是一个电子的自旋量子数是+1/2（用（用表示），另一个一定是表示），另一个一定是1/2（用（用表示）。如果分表示）。如果分子轨道里所有子轨道里所有(suyu)电子都是配对的（电子都是配对的（），自旋量子），自旋量子数的代数和等于零，（数的代数和等于零，（2S+1）为）为1。多重态是。多重态是1的分子状的分子状态称为单重态，用符号态称为单重态，用符号S表示之。大多数分子的基态都是表示之。大多数分子的基态都是单重态，但也有例外，最明显的是氧分子的基态是三重单

5、重态，但也有例外，最明显的是氧分子的基态是三重态。态。 第9页/共32页第十页，共33页。第10页/共32页第十一页，共33页。量差值的大量差值的大小取决于所涉及轨道的空间重叠程度。小取决于所涉及轨道的空间重叠程度。第11页/共32页第十二页，共33页。第12页/共32页第十三页，共33页。(chngd)系数系数为与化合物性质和所用光的波为与化合物性质和所用光的波长有关的常数。长有关的常数。当当c为摩尔单位，用厘米，对数以为摩尔单位，用厘米，对数以10为底时，为底时，为摩为摩尔消光系数。尔消光系数。I=I0 10-cllog(I0/I)= cl或第13页/共32页第十四页，共33页。第14页/

6、共32页第十五页，共33页。第15页/共32页第十六页，共33页。第16页/共32页第十七页，共33页。Frank-Condon原理。符合这个原理原理。符合这个原理的跃迁是允许的，的跃迁是允许的，违背这个原理的跃迁是禁阻的。违背这个原理的跃迁是禁阻的。第17页/共32页第十八页，共33页。的。的。第18页/共32页第十九页，共33页。果不改变符号，称为对称的。选择果不改变符号，称为对称的。选择规则指出规则指出ug和和gu的跃迁是允许的，而的跃迁是允许的，而gg和和uu的跃迁是禁阻的跃迁是禁阻的。的。第19页/共32页第二十页，共33页。这种跃迁才是允许的；如果其中一这种跃迁才是允许的；如果其中

7、一个个(y )选择定则禁阻，选择定则禁阻，这种跃迁发生的可能性就很小。这种跃迁发生的可能性就很小。第20页/共32页第二十一页，共33页。激发态激发态T1也很快。所以一切重要的也很快。所以一切重要的光化学和光物理过程光化学和光物理过程(guchng)都是由最低激发单重态（都是由最低激发单重态（S1）或最低）或最低激发三重态（激发三重态（T1）开始的，这就是开始的，这就是Kasha规则。规则。激发态分子失活回到基态可以经激发态分子失活回到基态可以经过下述光化学和光过下述光化学和光物理过程物理过程(guchng)；辐射跃迁、无；辐射跃迁、无辐射跃迁、能量重叠、电子转辐射跃迁、能量重叠、电子转移和光

8、化学反应。移和光化学反应。第21页/共32页第二十二页，共33页。第22页/共32页第二十三页，共33页。第23页/共32页第二十四页，共33页。第24页/共32页第二十五页，共33页。(guchng)反转，例如，反转，例如，S1 T1或或T1 S0。第25页/共32页第二十六页，共33页。能量传递过程也要求能量传递过程也要求(yoqi)电电子自旋守恒，因此只有下述子自旋守恒，因此只有下述两种能量传递具有普遍性：两种能量传递具有普遍性：D* + AD + A*第26页/共32页第二十七页，共33页。D*(S1) + A(S0)D(S0) + A*(S1)D*(T1) + A(S0)D(S0)

9、+ A*(T1)第27页/共32页第二十八页，共33页。D* + AD+ + A-或D + A*D+ + A-第28页/共32页第二十九页，共33页。第29页/共32页第三十页，共33页。a，吸收，吸收(xshu)；f，荧光；，荧光；p，磷光；，磷光；ic, 内转换；内转换；isc, 系间窜越；系间窜越；ET，能量传递；，能量传递；ELT，电子转移；，电子转移；chem, 化学反应化学反应第30页/共32页第三十一页，共33页。第31页/共32页第三十二页，共33页。NoImage内容(nirng)总结会计学。重要基础，在新能源、新材料和信息处理新技术等高薪。2AB。一个电子可以激发到*轨道上，这种激