單線態(tài)和三線態(tài)講解

1、單線態(tài)和三線態(tài)是指分子的激發(fā)態(tài)。大多數(shù)分子含有偶數(shù)電子， 在基態(tài)時， 這些電子成對地存在于各個原子或分子軌道中，成對自旋，方向相反，電子凈自旋等于零： S= 1/2 +（- 1/2 ）=0 ，其多重性M=2S+1=1（M為磁量子數(shù)），因此，分子是抗（反）磁性的，其能級不受外界磁場影響而分裂，稱“單線態(tài)”； 當(dāng)基態(tài)分子的一個成對電子吸收光輻射后，被激發(fā)躍遷到能量較高的軌道上， 通常它的自旋方向不改變，即 ?S=0， 則激發(fā)態(tài)仍是單線態(tài)，即“單線（ 重） 激發(fā)態(tài)”；如果電子在躍遷過程中， 還伴隨著自旋方向的改變， 這時便具有兩個自旋不配對的電子，電子凈自旋不等于零，而等于 S=1/2+1/2=1

2、其多重性： M=2S+1=3即分子在磁場中受到影響而產(chǎn)生能級分裂，這種受激態(tài)稱為“三線（ 重） 激發(fā)態(tài)”?！叭€激發(fā)態(tài)”比“單線激發(fā)態(tài)” 能量稍低。但由于電子自旋方向的改變在光譜學(xué)上一般是禁阻的，即躍遷幾率非常小，只相當(dāng)于單線態(tài) -單線態(tài)過程 的 10-610-7。當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子通過振動馳豫 - 內(nèi)轉(zhuǎn)換 - 振動馳豫到達(dá)第一單線激發(fā)態(tài)的最低振動能級時，第一單線激發(fā)態(tài)最低振動能級的電子可通過發(fā)射輻射（光子）躍回到基態(tài)的不同振動能級， 此過程稱“熒光發(fā)射”。 如果熒光幾率較高， 則發(fā)射過程較快，需10-8 秒。第一電子三線激發(fā)態(tài)最低振動能級的分子以發(fā)射輻射 （光子） 的形式回到基態(tài)的不同振動能級，

3、此過程稱為10-410秒。第二章分子發(fā)光分析分子一吸收能量一激發(fā)為激發(fā)態(tài)一釋放出能量一基態(tài)I 1 輻射坤遷非輻射躍遷電能化學(xué)能 光能 光的形式野放 以熱的形、釋放 稱為“發(fā)光”分子熒光分析法一、基本原理（一）熒光和磷光的產(chǎn)生從分子結(jié)構(gòu)理論來討論廣振動能級r電子所處的能級分子中電子 的能量狀態(tài)I轉(zhuǎn)動能級S=O,J=1單重態(tài)s表示電子的多重態(tài)J=2S+1（所有電子都是自旋配對的）大多數(shù)基態(tài)分子都處于單重態(tài)J=3 三重態(tài)t表示S：為各電子自旋量子電子在躍遷過程中伴隨著數(shù)的代數(shù)和自旋方向的變化（自旋號行）基態(tài)單重態(tài)S激發(fā)態(tài)單重態(tài)S激發(fā)態(tài)三重態(tài)T J激發(fā)單重態(tài)S與激發(fā)三重態(tài)T的不同點：S是抗磁分子，T是

4、順磁分子ts = 10 8s, tT = 10Is；（發(fā)光速度很慢）基態(tài)單重態(tài)到激發(fā)單重態(tài)的激發(fā)為允許躍遷, 基態(tài)單重態(tài)到激發(fā)三重態(tài)的激發(fā)為禁阻躍遷;激發(fā)三重態(tài)的能量較激發(fā)單重態(tài)的能量低2.分子內(nèi)的光物理過程坦工圣明光殳光和咕光吊配女圖夕1f投 的火）2?=U其中S。、S1和S2分別表示分子的基態(tài)、第一和第二電子激發(fā)的單重態(tài) %和T?則分別表示分子的第一和第二電子激發(fā)的三重態(tài)。V=0、1、2、3、表示基態(tài)和激發(fā)態(tài)的振動能級。非輻射能量傳遞過程;振動弛豫:同一電子能級,電子由高振 動能級轉(zhuǎn)至低振 動能級，而將多 余的能量以熱的 形式發(fā)出。發(fā)生 振動弛豫的時 間為1012數(shù)量 級。內(nèi)轉(zhuǎn)移：當(dāng)兩個電子能級非常靠近以至其振動能級有重疊時, 常發(fā)生電子由高能級以無輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至低能級o （S轉(zhuǎn)移S2）吸光不Ti熒光方移至心的較高振動系間竄躍：指不同多重態(tài)間的無輻射躍遷,例如Sf %就是一 種系間竄躍。通常，發(fā)生系間 竄躍時，電子由S1 的較低振動能級轉(zhuǎn)能級處