配合物的光化学性质公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2页
• 近年来, 伴随无机光化学发展、配合物光化学、光物理过 程研究越来越进一步, 配合物光化学为化学家们提供了一 个宽阔极富潜力研究领域。激发态配合物含有较好电子转 移、能量传递特性以及活泼化学反应性, 它能够作为一个 较好光电转换材料、荧光材料、感光材料和非线性光学材 料. 激发态配合物能进行许多基态配合物所无法进行反应, 增进了人们对光化学深刻理解和对基态化学回顾, 由此产 生新概念并推动配合物光化学乃至整个化学邻域概念上进 步, 尤其是非线性光学材料作用尤为突出。
第3页
4.5.2 非线性光学
• 非线性光学是在1960年激光器问世和应用后逐步发展起来, 它是相对于线性光学而言。在线性光学范围,当光与物质 互相作用时, 将产生吸取、反射、散射和发光等,入射光作 用于介质引起上述光学效应与入射光强度成正比, 此时, 入 射光与介质不发生能量转换, 即入射光频率( 能量)没有改 变。
(3)式中,ᵤ为永久偶极矩,E'为局部电场强度, α为线性极化率， β 、ϒ分别为二阶、三阶超极化率。β和X (2)、ϒ和X(3)数值 分别决定了二阶非线性和三阶非线性光学响应强弱 • 自1961年Franken等人将红宝石激光束聚焦在石英晶体上 观测到二次谐波现象以来, 非线性光学在基本原理、新型 材料研究、新效应发觉以及应用方面都得到了巨大进展。 尤其是近年来, 伴随光电子学飞速发展, 非线性光学材料在 当代军事、医疗器械、光学信息处理、光通讯、激光印刷、 光子计算和动态成像等领域广泛应用, 使非线性光学研究 进入了前所未有高速发展阶段, 成为物理、化学、材料学、 光学工程等多门学科交叉前沿学科。
• 光作用于介质产生各种光学效应除光吸取外, 其余均来自 于介质在光场中极化。在低照射强度下, 电极化强度P 与 光波电场强度E 成正比, X(1) 为线性极化率。
• P = X(1) E (1)
第4页
然而激光这类高强度电磁场和物质相互作用 时, 入射光与介质作用后所产生光效应与入射 光强度不再成线性关系, 此时不同频率入射光 与介质作用后能够发生能量转换, 产生频率、 相位、偏振和其它传输性质改变新电磁场。 非线性极化相关参量之间关系能够用(2)式表 示:
即使当前实用非线性材料大都为易于取得大晶体和无 色或浅色无机材料, 但是含有电子供体和受体大共轭分子 非线性材料日益受到注重, 其特点是大非线性光学系数和 易于加工
第7页
4.5.3.1 非线性光学材料类型
当前所研究非线性材料从化学角度大体分为下列几类: (1) 无机盐和无机氧化物非线性光学材料, 如磷酸盐、碘酸盐、
第6页
4.5.3 非线性光学材料
当前, 非线性光学研究内容十分丰富, 总可概括为两大 方面: 一是非线性光学现象与效应发觉及产生机理和规律 性研究、非线性光学新技术发展和新材料发觉; 二是把非 线性光学效应与技术应用到各相关领域中。详细到配位化 学研究领域, 涉及非线性光学内容就是发觉新含有较强非 线性响应、易于合成配合物; 摸索配合物非线性效应产生 机理、影响非线性强弱原因等。
硼酸盐、铌酸盐、钛酸盐等, 常见( LiNbO3 ),( NH4H2PO4, ADP), ( KH2PO4, KDP) 等均是较好非线性光学材料。 (2) 半导体非线性光学材料, 如Te, Se, CdSe, AgGaS2,Cd,GeAs2, GaAs等。 (3)原子簇化合物非线性光学材料, 如WOS3Cu(SCN)-(Py)5、 MoCu2OS3 (PPh3)3、WI(bPy)2[MoOS3Cu3I2(bpy)]、W2Ag4 S8(AsPh3)4等。
第17页
参考文献
• 李晖著 配位化学 双语版 第二版 • 孙为银 配位化学 • 周晓莉， 魏振枢著 配合物非线性光学材料研究进展
中州大学学报 二十四卷 第三期
第18页
Thank you!
第19页
P = X(1) E + X(2)EE +X(3)EEE +...... (2) (2)式中, X(1)、X(2)、X(3)分别为线性极化率 、二阶非线性极化率和三阶非线性极化率。 材料宏观非线性是由组成材料全部分子共同 极化结果, 在分子水平, 微观电极化能够表示 为:
P= ᵤ+αE' +β E'E'+ᵞE'E'E'+...... (3) 第5页
第页
4.5.3.2 配合物非线性光学材料
•
有机金属配合物非线性材料研究在近几年得到了长
足发展。有机金属配合物担任非线性光学材料含有没有机
化合物及纯正有机化合物所不具备优点。因为非线性光学
性质与分子中电荷在不同能级间跃迁相关。在有机金属配
合物中, 中心原子(离子) 经常参加成键, 不但可与配体成键
4.5 配合物光化学性质
第1页
4.5.1光化学过程基本性质
• 光化学反应是指由于吸取了紫外、可见或红外光后引起化 学反应。典型光化学反应只局限于紫外和可见光为光源反 应体系，自从红外激光器成为一个可实现多光子吸取新光 源以后，红外光化学也成为光化学一部分。
• 当分子吸取光子以后，就有循序振动弛豫过程，这使分子 达到一个与其电子激发态相关平衡几何构型。在每一个激 发态，都存在着几种过程之间竞争，这几种过程是物理过 程、辐射过程（荧光、磷光）、非辐射过程（内转换、系 间穿越）以及失活化学反应模式。
第16页
4.5.4 研究现实状况及取得进展
作为老式非线性光学材料无机化合物有稳定性好、结 晶性好、实用性强等长处，但是其缺点是倍频系数小。而 有机化合物则相反，由于通常有机化合物作为非线性光学 材料长处是倍频系数大。假如能够将两者有机结合起来， 做到长处互补，就有也许设计合成出性能良好非线性光学 材料。这正是配位化学家门所盼望并正在为此而努力。
年, B. J. Coe专家对配合物非线性研究曾进 行了总结, 将已报道配合物非线性材料分为下 列几大类: ( 1) 非螯合吡啶类配合物, 如:
第11页
第12页
（2）螯合吡啶类配合物
第13页
（3）酞菁类配合物，如;
第14页
（4）Schiff碱类配合物，如：
第15页
（5）连二酸盐类及相关配体形成配合物，下列述配合物等。
第8页
( 4) 有机非线性光学材料, 如有机盐类、酰胺类、苯基衍生物、 吡啶衍生物、嘧啶衍生物、酮衍生物、烯炔类以及高分子聚 合物等。 ( 5) 有机金属化合物, 如硅烷类、金属羰基化合物、金属茂烯 类等。 ( 6) 有机金属配合物, 如水杨醛腙类一维链状配合物、联吡啶 钌衍生物、钼和钨亚硝基配合物等.
, 在簇合物中还存在着金属与金属之间作用, 从而产生强烈
金属到配体电荷转移(M LCT )、配体到金属( LMCT)电荷
转移或金属到金属电荷转移(MM /IVCT ) 。另外金属配合
物中, 可供选择金属及配体均较多, 这就使配合物合成含有
广泛选择性。同时, 结构多样性也是其它材料无法比拟。
•
第10页
• 近年来, 伴随无机光化学发展、配合物光化学、光物理过 程研究越来越进一步, 配合物光化学为化学家们提供了一 个宽阔极富潜力研究领域。激发态配合物含有较好电子转 移、能量传递特性以及活泼化学反应性, 它能够作为一个 较好光电转换材料、荧光材料、感光材料和非线性光学材 料. 激发态配合物能进行许多基态配合物所无法进行反应, 增进了人们对光化学深刻理解和对基态化学回顾, 由此产 生新概念并推动配合物光化学乃至整个化学邻域概念上进 步, 尤其是非线性光学材料作用尤为突出。
第3页
4.5.2 非线性光学
• 非线性光学是在1960年激光器问世和应用后逐步发展起来, 它是相对于线性光学而言。在线性光学范围,当光与物质 互相作用时, 将产生吸取、反射、散射和发光等,入射光作 用于介质引起上述光学效应与入射光强度成正比, 此时, 入 射光与介质不发生能量转换, 即入射光频率( 能量)没有改 变。
(3)式中,ᵤ为永久偶极矩,E'为局部电场强度, α为线性极化率， β 、ϒ分别为二阶、三阶超极化率。β和X (2)、ϒ和X(3)数值 分别决定了二阶非线性和三阶非线性光学响应强弱 • 自1961年Franken等人将红宝石激光束聚焦在石英晶体上 观测到二次谐波现象以来, 非线性光学在基本原理、新型 材料研究、新效应发觉以及应用方面都得到了巨大进展。 尤其是近年来, 伴随光电子学飞速发展, 非线性光学材料在 当代军事、医疗器械、光学信息处理、光通讯、激光印刷、 光子计算和动态成像等领域广泛应用, 使非线性光学研究 进入了前所未有高速发展阶段, 成为物理、化学、材料学、 光学工程等多门学科交叉前沿学科。
• 光作用于介质产生各种光学效应除光吸取外, 其余均来自 于介质在光场中极化。在低照射强度下, 电极化强度P 与 光波电场强度E 成正比, X(1) 为线性极化率。
• P = X(1) E (1)
第4页
然而激光这类高强度电磁场和物质相互作用 时, 入射光与介质作用后所产生光效应与入射 光强度不再成线性关系, 此时不同频率入射光 与介质作用后能够发生能量转换, 产生频率、 相位、偏振和其它传输性质改变新电磁场。 非线性极化相关参量之间关系能够用(2)式表 示:
即使当前实用非线性材料大都为易于取得大晶体和无 色或浅色无机材料, 但是含有电子供体和受体大共轭分子 非线性材料日益受到注重, 其特点是大非线性光学系数和 易于加工
第7页
4.5.3.1 非线性光学材料类型
当前所研究非线性材料从化学角度大体分为下列几类: (1) 无机盐和无机氧化物非线性光学材料, 如磷酸盐、碘酸盐、
第6页
4.5.3 非线性光学材料
当前, 非线性光学研究内容十分丰富, 总可概括为两大 方面: 一是非线性光学现象与效应发觉及产生机理和规律 性研究、非线性光学新技术发展和新材料发觉; 二是把非 线性光学效应与技术应用到各相关领域中。详细到配位化 学研究领域, 涉及非线性光学内容就是发觉新含有较强非 线性响应、易于合成配合物; 摸索配合物非线性效应产生 机理、影响非线性强弱原因等。
硼酸盐、铌酸盐、钛酸盐等, 常见( LiNbO3 ),( NH4H2PO4, ADP), ( KH2PO4, KDP) 等均是较好非线性光学材料。 (2) 半导体非线性光学材料, 如Te, Se, CdSe, AgGaS2,Cd,GeAs2, GaAs等。 (3)原子簇化合物非线性光学材料, 如WOS3Cu(SCN)-(Py)5、 MoCu2OS3 (PPh3)3、WI(bPy)2[MoOS3Cu3I2(bpy)]、W2Ag4 S8(AsPh3)4等。
第17页
参考文献
• 李晖著 配位化学 双语版 第二版 • 孙为银 配位化学 • 周晓莉， 魏振枢著 配合物非线性光学材料研究进展
中州大学学报 二十四卷 第三期
第18页
Thank you!
第19页
P = X(1) E + X(2)EE +X(3)EEE +...... (2) (2)式中, X(1)、X(2)、X(3)分别为线性极化率 、二阶非线性极化率和三阶非线性极化率。 材料宏观非线性是由组成材料全部分子共同 极化结果, 在分子水平, 微观电极化能够表示 为:
P= ᵤ+αE' +β E'E'+ᵞE'E'E'+...... (3) 第5页
第页
4.5.3.2 配合物非线性光学材料
•
有机金属配合物非线性材料研究在近几年得到了长
足发展。有机金属配合物担任非线性光学材料含有没有机
化合物及纯正有机化合物所不具备优点。因为非线性光学
性质与分子中电荷在不同能级间跃迁相关。在有机金属配
合物中, 中心原子(离子) 经常参加成键, 不但可与配体成键
4.5 配合物光化学性质
第1页
4.5.1光化学过程基本性质
• 光化学反应是指由于吸取了紫外、可见或红外光后引起化 学反应。典型光化学反应只局限于紫外和可见光为光源反 应体系，自从红外激光器成为一个可实现多光子吸取新光 源以后，红外光化学也成为光化学一部分。
• 当分子吸取光子以后，就有循序振动弛豫过程，这使分子 达到一个与其电子激发态相关平衡几何构型。在每一个激 发态，都存在着几种过程之间竞争，这几种过程是物理过 程、辐射过程（荧光、磷光）、非辐射过程（内转换、系 间穿越）以及失活化学反应模式。
第16页
4.5.4 研究现实状况及取得进展
作为老式非线性光学材料无机化合物有稳定性好、结 晶性好、实用性强等长处，但是其缺点是倍频系数小。而 有机化合物则相反，由于通常有机化合物作为非线性光学 材料长处是倍频系数大。假如能够将两者有机结合起来， 做到长处互补，就有也许设计合成出性能良好非线性光学 材料。这正是配位化学家门所盼望并正在为此而努力。
年, B. J. Coe专家对配合物非线性研究曾进 行了总结, 将已报道配合物非线性材料分为下 列几大类: ( 1) 非螯合吡啶类配合物, 如:
第11页
第12页
（2）螯合吡啶类配合物
第13页
（3）酞菁类配合物，如;
第14页
（4）Schiff碱类配合物，如：
第15页
（5）连二酸盐类及相关配体形成配合物，下列述配合物等。
第8页
( 4) 有机非线性光学材料, 如有机盐类、酰胺类、苯基衍生物、 吡啶衍生物、嘧啶衍生物、酮衍生物、烯炔类以及高分子聚 合物等。 ( 5) 有机金属化合物, 如硅烷类、金属羰基化合物、金属茂烯 类等。 ( 6) 有机金属配合物, 如水杨醛腙类一维链状配合物、联吡啶 钌衍生物、钼和钨亚硝基配合物等.
, 在簇合物中还存在着金属与金属之间作用, 从而产生强烈
金属到配体电荷转移(M LCT )、配体到金属( LMCT)电荷
转移或金属到金属电荷转移(MM /IVCT ) 。另外金属配合
物中, 可供选择金属及配体均较多, 这就使配合物合成含有
广泛选择性。同时, 结构多样性也是其它材料无法比拟。
•
第10页