作者theory (真男人˙希尔瑞)
看板Chemistry
标题Re: [问题] 萤光光谱 solvent effect
时间Sun Jan 31 02:41:41 2010
※ 引述《cooljeff19 ()》之铭言:
: 不好意思想请问一下
: 最近在阅读有关molecular fluorescence的书
: 在书中提到一个观念
: 含氮的杂环分子(pyridine, quinoline, etc)
: 在激发态的时候 由於是n->pi*的跃迁
: N上的电子密度降低
: 使得激发态分子形成氢键的能力比ground state来的弱
: 所以ground state orbital会因为H-bond的关系 而比激发态稳定
这句话本身就有问题
: 所以在有氢键的solvent中会
: "造成Red-shift"
: 我的问题来了
: 既然ground state比激发态来的稳定 那麽能阶差应该是变大才对
: 为什麽会红位移?
: 我脑中的概念是这样
: 因为书中写到ground state的stable是主因
: 所以
: ----- 激发态 -------
: ----- ground
: -------
: 非极性溶剂 极性(H-bond)
: 应该是蓝位移吧!? 是书上写错还是我的想法错了?
: 我又翻了另一本书
: 有提到
: 一般分子的激发态dipole会比ground state来的大
: 所以在极性溶剂中会红位移
: 这我可以理解 因为激发态被stablelized
: ----- 激发态
: -------
: 红位移
: ------- ground -------
: 非极性 极性
: 所以
: 1. 第一本书的内容写错了!? 应该是蓝位移?
: 2. 含氮杂环是特例? 在极性溶剂会蓝位移?
: 以上是我的两个问题 希望高手可以帮我解惑一下 谢谢
: 参考书是
: 1.Molecular fluorescence principles and applications
: Bernard Valeur, 2002, Wiley出版 第59页中间
: 2.Principles of fluorescence spectrascopy second edition
: Joseph R. Lakowicz 第185页
我看了很久,总觉得怪怪的,後来我终於知道你的盲点在哪
因为你并没有弄清楚基态 (GS) 跟激发态 (ES) 的定义
2 1 2 1
比如说 Li 的原子轨域是 1s 2s ,其中一个激发态 Li* 是 1s 3s
1 1
以你的说法是,基态是 2s,激发态是 3s ,所以你才一直没画出电子怎麽填
这是学量化的学生常犯的错误
弄清楚这个就简单了,我并没有读过你的参考书,有未考虑到的还请指正
气态分子 : 极性溶剂中 : 非极性溶剂中 :
(或者你可以说..
做计算算出来的) -↑---
------ -↑--- ------ ------
-↑---
-↑↓-
---↓-
-↑↓- ---↓-
---↓-
-↑↓-
GS ES GS ES GS ES
请注意,溶剂分子是不会对没有填电子的轨域有影响的
UV-Visible 吸收光谱单纯很多,极性溶剂中 blue shift,非极性溶剂中 red shift
因为依照 Franck-Condon principle 去做 vertical transition
你看的是萤光光谱学,讨论的应该是萤光吧 ? 那就复杂很多
因为放出萤光最大值是应该是已经 "稳定" 过的激发态 (ES)
(以理论计算的说法,就是把激发态做 optimization)
此时就不见得是 blue shift 或 red shift,要看是哪一种激发态
同一种轨域 (σ 或 π) 里,bonding 会比 antibonding 的 shift 小
我没有正式看过文献写过它的原因,但我以我的直觉来猜
是因为 antibonding 本来就是不稳定的轨域,node 较多,电荷比较分离
所以能量才会高,对周围环境的反应也比较剧烈
所谓的 blue or red shift,正常的话应该要跟气态分子比吧?
以极性溶剂的例子来看,上下两个轨域各有一个电子,都会因溶剂而能量降低
如果 π* 降得较多,就是 red shift;n 降得比较多,就是 blue shift
我没有办法确定是哪一种,但我觉得变化应该不大
如果是 π-π* transition,应该就是 red shift 了
虽然跟前面某位版友说的有抵触....orz (不好意思我怕拼错你的 ID..)
欢迎指正..毕竟我有一阵子没碰这玩意了....
喔..如果你是指极性溶剂中 GS 到 ES 的上下能阶差的变化,那的确是 red shift..
--
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◆ From: 203.77.46.243
※ 编辑: theory 来自: 203.77.46.243 (01/31 02:57)
1F:推 cooljeff19:嗯...所以n->pi*不容易用空想判断的意思吗 01/31 10:04
2F:→ cooljeff19:得用实验结果来回推分子的状态变化才行? 01/31 10:04
3F:→ cooljeff19:书上讨论的是以溶剂和分子间会不会形成H-bond来表示 01/31 10:08
4F:→ cooljeff19:分子"被稳定"的程度 01/31 10:08
5F:→ cooljeff19:其实我比较想要知道的是说 有没有办法可以去判定 01/31 10:10
6F:→ cooljeff19:anti-bonding与bonding 能量上受溶剂的影响所偏移 01/31 10:11
7F:→ cooljeff19:的程度 上下能阶同时在移动 很难判断是红或蓝位移 01/31 10:12
8F:→ theory:如果 H-Bond 很重要,那 n 会降比较多,就是 blue shift 01/31 11:32
9F:→ theory:一般极性溶剂就比较难说,π* 也是降得很多 01/31 11:35
10F:→ theory:其实我有个模糊的印象,我实验室的学长有说过 n-π* 不太会 01/31 11:37
11F:→ theory:变,π-π* 会 red shift..但是不确定这个结论的出处 orz 01/31 11:38
12F:→ theory:H-Bond 很特别,造成的效应很巨大,结果常常跟极性溶剂不同 01/31 11:42
13F:推 ChallengerII:我也很久没碰这玩意了...看到讨论串还把以前上课讲义 01/31 13:03
14F:→ ChallengerII:翻出来看 我讲的部分都是在有H-bond状况之下 01/31 13:04
15F:推 csmap:原PO有说在ES时 H-bond变weak 也就是分子被激发後即无H-bond 01/31 22:35
16F:→ theory:No,被激发後仍然还是会有 H-Bond,只是变弱而已 01/31 23:43
17F:→ theory:所以我也不能确定是哪种 shift,我印象中 n-π* 没什麽变 01/31 23:45
18F:推 csmap:变弱就足以让n-orbital上升了吧 至於变弱的程度还是看分子 02/01 02:23
19F:推 csmap:n-π*变得少基本上是指solvent effect吧 并不是HB的影响 02/01 02:28
20F:→ csmap:因为n-orbital本身就是non-bonding 对分子的dipole change 02/01 02:29
21F:→ csmap:sorry 其实应该说n-π*本来就是forbidden 若是萤光的话 02/01 02:31
22F:→ csmap:一般有机分子都比较不会观查到n-π的transition 02/01 02:32
23F:→ csmap:不过有机分子千变万化 能阶排序也都不同 很难只用一方面解释 02/01 02:34
24F:→ csmap:我回的那篇基本上在揣摩原po书本上的意思 02/01 02:35
25F:推 csmap:不过n-π*通常都有点charge transfer的特性 应该不会变得少? 02/01 02:47
26F:→ theory:就算变弱应该还是不会升到气态分子的高度,毕竟还是有氢键 02/01 22:38
27F:→ theory:所以我说啦,H-Bond 很特殊有可能让萤光 blue shift 02/01 22:42