光化学课件
合集下载
光化学课件
当两个电子能级非常靠近以 至其振动能级有重叠时，常 发生电子由高能级以无辐射 跃迁方式转移至低能级。右 图中指出，处于高激发单重 态的电子，通过内转移及振 动弛豫，均回到第一激发单 重态的最低振动能级。
内转移
S2
S1
T1
S0 吸光2
吸光1
26
荧光发射
处于第一激发单重态中的电子 跃回至基态各振动能级时，将 得到最大波长为λ3的荧光。注 意：基态中也有振动驰豫跃迁。 很明显，λ3的波长较激发波长 λ1或λ2都长，而且不论电子开 始被激发至什么高能级，最终 将只发射出波长λ3的荧光。荧 光的产生在10-7-10-9s内完成。
荧光光谱是激发分子从第一电子激发态的最低振动能级回到基 态中各不同能级形成的。所以荧光光谱的形状决定于基态中各 振动能级的分布情况。
43
基态中振动能级的分布和第一电子激发态中振动能级的分布 情况是类似的。 因此荧光光谱的形状和吸收光谱的形状极为 相似。
由基态最低振动能级跃迁到 第一电子激发态各个振动能级的 吸收过程中，振动能级越高，两个能级之间的能量差越大， 即激发所需的能量越高，所以吸收峰的波长越短。反之，由
19
电子跃迁过程中，分子的几何形状和动量不 变 （Frank-Condon原理）
故电子一般都是从基态的最低振动能级跃迁， 但终态可能是激发态的较高振动能级
因此，吸收波长和发射波长不相同
20
电子由基态跃迁激发态
S = 2Ssi + 1
21
（一）激发态的退激方式
辐射跃迁方式
无辐射跃迁方式
辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射
29
单重态分子具有抗磁性，其激发态的平均寿命大约为10-8s， 而三重态分子具有顺磁性，其激发态的平均寿命为10-4 ~ 1s 以上（通常用S和T分别表示单重态和三重态）。
内转移
S2
S1
T1
S0 吸光2
吸光1
26
荧光发射
处于第一激发单重态中的电子 跃回至基态各振动能级时，将 得到最大波长为λ3的荧光。注 意：基态中也有振动驰豫跃迁。 很明显，λ3的波长较激发波长 λ1或λ2都长，而且不论电子开 始被激发至什么高能级，最终 将只发射出波长λ3的荧光。荧 光的产生在10-7-10-9s内完成。
荧光光谱是激发分子从第一电子激发态的最低振动能级回到基 态中各不同能级形成的。所以荧光光谱的形状决定于基态中各 振动能级的分布情况。
43
基态中振动能级的分布和第一电子激发态中振动能级的分布 情况是类似的。 因此荧光光谱的形状和吸收光谱的形状极为 相似。
由基态最低振动能级跃迁到 第一电子激发态各个振动能级的 吸收过程中，振动能级越高，两个能级之间的能量差越大， 即激发所需的能量越高，所以吸收峰的波长越短。反之，由
19
电子跃迁过程中，分子的几何形状和动量不 变 （Frank-Condon原理）
故电子一般都是从基态的最低振动能级跃迁， 但终态可能是激发态的较高振动能级
因此，吸收波长和发射波长不相同
20
电子由基态跃迁激发态
S = 2Ssi + 1
21
（一）激发态的退激方式
辐射跃迁方式
无辐射跃迁方式
辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射
29
单重态分子具有抗磁性，其激发态的平均寿命大约为10-8s， 而三重态分子具有顺磁性，其激发态的平均寿命为10-4 ~ 1s 以上（通常用S和T分别表示单重态和三重态）。
《光化学反应》PPT课件
注意几个因素： ➢ 在光化学反应中，一般形成许多产物，多达10或15种。 ➢ 在测定动力学方面，出现更多的可变因素，可以研究速率依光的强度或
波长的影响。 ➢ 用光谱检测中间体时，可以采用闪光解技术。
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
（七）激发分子的毁灭：化学过程
光化学都是三线态化学。 • 醛、酮在230~330 nm区吸收。
• 醛（但一般不是酮）也能这样分解：
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
• 当邻硝基苯甲醛被照射时，产生邻亚硝基苯甲酸。
• 光化学顺反异构
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
• 当二苯甲酮在异丙醇中照射时，起初形成的S1态横移到T1态， T1态提取溶剂中的氢产生羰游离基1。1又提取另一氢产生二 苯甲基醇（2）或二聚成苯频哪醇（3）：
第十八章 光化学反应
• 环戊烯酮的二聚：
第十八章 光化学反应
（八）光化学机理的测定
• 产物鉴定法 • 同位素示踪法 • 检测和捕获中间体法 • 动力学法 • 发散（荧光和磷光）以及吸收光谱学 • 研究量子产率
第十八章 光化学反应
• 红移 • 蓝移 ❖ 溶剂的极性增大通常使n→π* 跃迁向蓝移，使π→π* 跃迁向红
移。对n→π* 跃迁的解释是溶剂的氢和基态能量较低C=O基 的氧之间的氢键与激发态的C=O基的氧和溶剂中的氢之间形 成的氢键是不一样的，所以激发要更多的能量。
❖ 发色团是使分子吸收光的基团。在可见光或紫外光中的发色 团的例子是羰基、氮-氮双键、苯基和硝基。在远紫外区里 （超过200 nm）某些发色团是烯基、炔基、氯和羟基。
波长的影响。 ➢ 用光谱检测中间体时，可以采用闪光解技术。
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
（七）激发分子的毁灭：化学过程
光化学都是三线态化学。 • 醛、酮在230~330 nm区吸收。
• 醛（但一般不是酮）也能这样分解：
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
• 当邻硝基苯甲醛被照射时，产生邻亚硝基苯甲酸。
• 光化学顺反异构
第十八章 光化学反应
第十八章 光化学反应
• 当二苯甲酮在异丙醇中照射时，起初形成的S1态横移到T1态， T1态提取溶剂中的氢产生羰游离基1。1又提取另一氢产生二 苯甲基醇（2）或二聚成苯频哪醇（3）：
第十八章 光化学反应
• 环戊烯酮的二聚：
第十八章 光化学反应
（八）光化学机理的测定
• 产物鉴定法 • 同位素示踪法 • 检测和捕获中间体法 • 动力学法 • 发散（荧光和磷光）以及吸收光谱学 • 研究量子产率
第十八章 光化学反应
• 红移 • 蓝移 ❖ 溶剂的极性增大通常使n→π* 跃迁向蓝移，使π→π* 跃迁向红
移。对n→π* 跃迁的解释是溶剂的氢和基态能量较低C=O基 的氧之间的氢键与激发态的C=O基的氧和溶剂中的氢之间形 成的氢键是不一样的，所以激发要更多的能量。
❖ 发色团是使分子吸收光的基团。在可见光或紫外光中的发色 团的例子是羰基、氮-氮双键、苯基和硝基。在远紫外区里 （超过200 nm）某些发色团是烯基、炔基、氯和羟基。
第一章 光化学基础ppt课件
E＝E平 + E转 + E振 + E
最新版整理ppt
16
光对分子的作用
➢ 由于分子平动时电偶极不发生变化，因而不吸收光，不产生 吸收光谱。
➢ 与分子吸收光谱有关的只有分子的转动能级、振动能级和电 子能级。
➢ 每个分子只能存在一定数目的转动、振动和电子能级。
➢ 和原子一样，分子也有其特征能级。在同一电子能级内，分
一 般 来 说 ， 光 化 学 有 效 的 光 的 波 长 范 围 为 1001000nm，但由于受光窗材料和化学键能的限制，光化 学 中 通 常 适 用 的 光 的 波 长 范 围 为 200-700nm ， 其 中 200nm是石英光窗材料的透射限。
最新版整理ppt
13
光化学第一定律
光化学第一定律指出，只有被分子（原子、离 子）吸收的光才能诱发体系发生化学变化。当分子 吸收光子被激发到具有足以破坏最弱化学键的高能
子因其振动能量不同而分为若干“支级”，当分子处于同一
振动能级时还因其转动能量不同而分为若干“支级” (图
1.1) 。
最新版整理ppt
17
光对分子的作用
图1.1 分最新子版的整理能ppt级图
18
光对分子的作用
分子能级的差别：
➢ 转动能级间的能量差最小，一般小于0.05eV；
➢ 振动能级间的能量差一般在0.05~1.00eV之间；
• 1972 年Fujishima 和 Honda 报道采用TiO2 光电极与铂电 极组成光电化学体系来使水分解为氢和氧，这一发现对光 化学的发展和应用有着重要的意义。
• 1977 年, Frank 和Bard首先验证了用TiO2分解水中氰化物 的可能性, 光催化氧化技术在环保领域的应用成为研究的 热点。
最新版整理ppt
16
光对分子的作用
➢ 由于分子平动时电偶极不发生变化，因而不吸收光，不产生 吸收光谱。
➢ 与分子吸收光谱有关的只有分子的转动能级、振动能级和电 子能级。
➢ 每个分子只能存在一定数目的转动、振动和电子能级。
➢ 和原子一样，分子也有其特征能级。在同一电子能级内，分
一 般 来 说 ， 光 化 学 有 效 的 光 的 波 长 范 围 为 1001000nm，但由于受光窗材料和化学键能的限制，光化 学 中 通 常 适 用 的 光 的 波 长 范 围 为 200-700nm ， 其 中 200nm是石英光窗材料的透射限。
最新版整理ppt
13
光化学第一定律
光化学第一定律指出，只有被分子（原子、离 子）吸收的光才能诱发体系发生化学变化。当分子 吸收光子被激发到具有足以破坏最弱化学键的高能
子因其振动能量不同而分为若干“支级”，当分子处于同一
振动能级时还因其转动能量不同而分为若干“支级” (图
1.1) 。
最新版整理ppt
17
光对分子的作用
图1.1 分最新子版的整理能ppt级图
18
光对分子的作用
分子能级的差别：
➢ 转动能级间的能量差最小，一般小于0.05eV；
➢ 振动能级间的能量差一般在0.05~1.00eV之间；
• 1972 年Fujishima 和 Honda 报道采用TiO2 光电极与铂电 极组成光电化学体系来使水分解为氢和氧，这一发现对光 化学的发展和应用有着重要的意义。
• 1977 年, Frank 和Bard首先验证了用TiO2分解水中氰化物 的可能性, 光催化氧化技术在环保领域的应用成为研究的 热点。
光化学反应.ppt
§10.11 光化学反应
有光参与的反应,例如光合作用
光的波长与能量
雅布伦斯基图
光化学基本定律 量子效率 量子产率
激发态电子能量的衰 减方式
荧光与磷光的异同点
分子的重度(单重态、 三重态)
光化学反应动力学 光化学反应特点
单重态与三重态的能 级比较
激发到S1和T1态的概率
光敏剂 化学发光
最重要的光反应。2008年国际粮价上涨50%， 国内相对稳定，每千克5~10元。
从光谱带的强弱看，从 S0态激发到S1态是自旋允许 的，因而谱带很宽；而从 S0态激发到T1态是自旋禁阻 的，一般很难发生，它的 概率是10-5数量级。
但对于顺磁物质，激发到 T1态的概率将明显增加。
激发到S1和T1态的概率
分子吸收光子后各种光物理过程可用 Jablonski雅布伦斯基图表示。当分子得到能 量后，可能激发到各种S和T态，到S态的电子 多于到T态的电子。
M=1为单重态或单线态； M=3为三重态或三线态。
单重态(singlet state)
如果分子中一对电子为自旋反平行，则S=0， M=1，这种态被称为单重态或单线态，用S表示。
大多数化合物分子处于基态 时电子自旋总是成对的，所以是 单线态，用S0表示。
在吸收光子后，被激发到 空轨道上的电子，如果仍保 持自旋反平行状态，则重度 未变，按其能量高低可相应 表示为S1态S2态……。
激发态电子能量衰减有多种方式： 1.振动弛豫（vibration relaxation,Vr）
在同一电子能级中，处于较高振动能级的电 子将能量变为平动能或快速传递给介质，自己迅 速降到能量较低的振动能级，这过程只需几次分 子碰撞即可完成，称为振动弛豫。如图中垂直向 下虚线箭头所示。
有光参与的反应,例如光合作用
光的波长与能量
雅布伦斯基图
光化学基本定律 量子效率 量子产率
激发态电子能量的衰 减方式
荧光与磷光的异同点
分子的重度(单重态、 三重态)
光化学反应动力学 光化学反应特点
单重态与三重态的能 级比较
激发到S1和T1态的概率
光敏剂 化学发光
最重要的光反应。2008年国际粮价上涨50%， 国内相对稳定，每千克5~10元。
从光谱带的强弱看，从 S0态激发到S1态是自旋允许 的，因而谱带很宽；而从 S0态激发到T1态是自旋禁阻 的，一般很难发生，它的 概率是10-5数量级。
但对于顺磁物质，激发到 T1态的概率将明显增加。
激发到S1和T1态的概率
分子吸收光子后各种光物理过程可用 Jablonski雅布伦斯基图表示。当分子得到能 量后，可能激发到各种S和T态，到S态的电子 多于到T态的电子。
M=1为单重态或单线态； M=3为三重态或三线态。
单重态(singlet state)
如果分子中一对电子为自旋反平行，则S=0， M=1，这种态被称为单重态或单线态，用S表示。
大多数化合物分子处于基态 时电子自旋总是成对的，所以是 单线态，用S0表示。
在吸收光子后，被激发到 空轨道上的电子，如果仍保 持自旋反平行状态，则重度 未变，按其能量高低可相应 表示为S1态S2态……。
激发态电子能量衰减有多种方式： 1.振动弛豫（vibration relaxation,Vr）
在同一电子能级中，处于较高振动能级的电 子将能量变为平动能或快速传递给介质，自己迅 速降到能量较低的振动能级，这过程只需几次分 子碰撞即可完成，称为振动弛豫。如图中垂直向 下虚线箭头所示。
《物理化学第4版》第七章7-12 光化学反应ppt课件
dc(CH3 ) dt
k1c(CH3CHO)
k2c(CH3CHO )c(CH3 )
k3c(CH3CO) k4c(CH3)2 0
dc(CHO) dc(CdHt 3CO)
dt
k1c(CH 3CHO )
k2c(CH3CHO
0
)c(CH
3
)
k3c(CH3CO)
0
？ ？ ？
k3c(CH 3CO) k2c(CH 3CHO )c(CH 3) c(CH3) k1 / 2k84 1/2
3
根据光化当量定律，活化1mol分子，系 统就需要吸收1mol光量子，则1mol光量子的 能量为：
E Lh Lhc /
6.0221023 mol1 6.6261034 J s 3108 m s1
0.1196
J
mol1
{}为光的波长。
4
三、量子效率
发生反应的分子数
量子效率=
吸收的光子数
10
解 (1). t 1 ln c0 k1 k2 ct
500K, k1=2.24×10-3s-1 ,k2=2.64×10-4s-1
t
1 2.24 103 2.64 104
s
1
ln
c0 0.4c0
366s
(2). cZ k2
cY
k1
ln cZ cY
ln k2 k1
lnk2 lnk1
6CO2 (g) 6H2O 叶绿 素，h C6H12O6 6O2 (g)
6
例题：乙醛光解反应历程如下：
CH3CHO h ,k1 CH3+ CHO
CH3 +CH3CHO k2 CH4 + CH3CO
CH3CO k3 CH3+ CO
光化学原理课件
光化学原理课件一、引言光化学原理是研究光与物质相互作用过程中所发生的化学变化的学科。
光化学在自然界和人类生活中扮演着重要角色，如光合作用、太阳能转换、光固化技术等。
本课件旨在介绍光化学的基本原理、光化学反应类型、光化学应用等方面的知识，帮助读者更好地理解和掌握光化学原理。
二、光化学基本原理1. 光的性质光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。
根据波长不同，光可以分为紫外光、可见光和红外光。
光的速度、波长和频率之间有一定的关系，即c = λν，其中c为光速，λ为波长，ν为频率。
2. 光的吸收与发射物质对光的吸收和发射是光化学过程的基础。
当光照射到物质表面时，物质分子中的电子吸收光能，从基态跃迁到激发态。
激发态电子不稳定，会通过辐射跃迁或非辐射跃迁回到基态，释放出能量。
这个过程表现为物质的颜色和荧光现象。
3. 光化学反应光化学反应是指在光的作用下，物质发生化学变化的过程。
光化学反应可以分为两类：光合作用和光解作用。
光合作用是指光能转化为化学能的过程，如植物的光合作用；光解作用是指光能导致化学键断裂的过程，如光解水制氢。
三、光化学反应类型1. 直接光化学反应直接光化学反应是指光直接作用于反应物，使其发生化学变化的过程。
例如，光解水制氢、光氧化还原反应等。
2. 间接光化学反应间接光化学反应是指光作用于催化剂或敏化剂，使其激发后引发反应的过程。
例如，光合作用、光催化氧化还原反应等。
3. 光敏化反应光敏化反应是指光激发敏化剂，敏化剂将能量转移给反应物，从而引发化学反应的过程。
光敏化反应在光动力治疗、光催化等领域具有重要意义。
四、光化学应用1. 光合作用光合作用是自然界中最重要的光化学过程，是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
光合作用为生物提供了能量和氧气，维持了地球生态系统的平衡。
2. 太阳能转换太阳能转换是指将太阳光能转化为电能或其他形式能量的过程。
太阳能电池、太阳能热利用等技术都是基于光化学原理实现的。
高等有机化学课件-光化学
02 03
光致变色过程
在紫外光照射下，螺吡喃类化合物发生开环反应，生成具有共轭结构的 开环产物，颜色发生变化；在可见光或热作用下，开环产物恢复为螺环 结构，颜色恢复原状。
应用举例
螺吡喃类化合物可用于制作光信息存储材料、光学滤波器等。
05 荧光和磷光现象与原理剖 析
荧光和磷光现象简介
荧光现象
荧光物质在吸收光能后，能够发出比入射光波长更长的可见光，且发光时间较短。
用于研究超快光化学反应过程，揭示反应机理和 动力学。
光子回声技术
通过超快激光脉冲序列，实现光化学反应中间态 的观测和研究。
3
受激拉曼散射技术
利用超快激光与物质相互作用产生的拉曼散射信 号，研究光化学反应过程中的分子振动和结构变 化。
计算模拟在光化学中应用
量子化学计算
通过计算模拟分子的电子结构和性质，预测光化 学反应的机理和产物。
荧光素酶的作用
荧光素酶是一种能够催化荧光素发光的酶，它能够将 无荧光的荧光素催化成具有高荧光的荧光素酸。
发光过程
在荧光素酶的催化下，荧光素与氧气发生氧化反应， 生成荧光素酸和过氧化氢。在这个过程中，荧光素酸 发出荧光。
06 现代技术在光化学研究中 应用与展望
超快激光技术在光化学中应用
1 2
飞秒激光技术
高等有机化学课件-光化学
目 录
• 光化学基本概念与原理 • 有机物光化学反应 • 无机物光化学反应 • 光致变色现象与机理探讨 • 荧光和磷光现象与原理剖析 • 现代技术在光化学研究中应用与展望
01 光化学基本概念与原理
光化学定义及发展历程
光化学定义
光化学是研究物质在光的作用下发生 的物理和化学变化的科学。
大气光化学反应PPT课件
A* M A M
以上两种是光物理过程
第15页/共69页
光离解，生成新物质
A* B1 B2
与其它分子反应生成新物种
A* C D1 D2
这两种过程为光化学过程
第16页/共69页
✓ 如大气中氯化氢的光化学反应过程：
HCl hν H Cl 初级过程 (激发-光离解)
次级过程
H HCl H2 Cl
M
Cl Cl Cl2
初级过程产生的H与HCl反应
第17页/共69页
光化学反应定律
•第一定律：只有与激发态分子能 量足够使分子内的化学键断裂时 （光子能量大于化学键能）才能 发生光离解反应。分子对某特定 波长的光要有特征吸收光谱，才 能产生光化学反应。
第18页/共69页
• 第二定律：分子吸收光的过程是单光子过程。也 就是讲激发态分子寿命很短≤10-8s，在这样短时间 内，辐射强度较弱的情况下再吸收第二个光子几 率很小。若光很强，如激光，在此时间内可产生 多光子吸收，此定律不使用。对于大气污染，反 应发生在对流层，只涉及到太阳光符合第二定律。
11
第11页/共69页
②大气中HO2的来源 大气中HO2主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：
H 2CO hv H • HCO •
H • O2 M HO2 • M
HCO • O2 HO2 • CO
另外，亚硝酸酯和H202的光解也可导致生成H02：
CH3ONO hv CH3O • NO CH3O • O2 HO2 • H 2CO H2O2 hv 2HO • HO • H2O2 HO2 • H2O
如有CO存在：
HO • CO CO2 H •
H • O2 HO2 •
12
第12页/共69页
以上两种是光物理过程
第15页/共69页
光离解，生成新物质
A* B1 B2
与其它分子反应生成新物种
A* C D1 D2
这两种过程为光化学过程
第16页/共69页
✓ 如大气中氯化氢的光化学反应过程：
HCl hν H Cl 初级过程 (激发-光离解)
次级过程
H HCl H2 Cl
M
Cl Cl Cl2
初级过程产生的H与HCl反应
第17页/共69页
光化学反应定律
•第一定律：只有与激发态分子能 量足够使分子内的化学键断裂时 （光子能量大于化学键能）才能 发生光离解反应。分子对某特定 波长的光要有特征吸收光谱，才 能产生光化学反应。
第18页/共69页
• 第二定律：分子吸收光的过程是单光子过程。也 就是讲激发态分子寿命很短≤10-8s，在这样短时间 内，辐射强度较弱的情况下再吸收第二个光子几 率很小。若光很强，如激光，在此时间内可产生 多光子吸收，此定律不使用。对于大气污染，反 应发生在对流层，只涉及到太阳光符合第二定律。
11
第11页/共69页
②大气中HO2的来源 大气中HO2主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：
H 2CO hv H • HCO •
H • O2 M HO2 • M
HCO • O2 HO2 • CO
另外，亚硝酸酯和H202的光解也可导致生成H02：
CH3ONO hv CH3O • NO CH3O • O2 HO2 • H 2CO H2O2 hv 2HO • HO • H2O2 HO2 • H2O
如有CO存在：
HO • CO CO2 H •
H • O2 HO2 •
12
第12页/共69页
光化学七章PPT课件
从化学组成上来看，目前已发现具有光折变效应的材料 大体上可分为三类：无机晶体、半导体、有机/高分子光 折变材料。
高分子材料非常易于掺杂多种功能组分，化学方法将功 能组分键接到高分子骨架上也较容易实现。此外高分子 材料加工性能优良，可方便制备成薄膜、体块等所需形 状。因此，高分子光折变材料从1991年被报道至今，已 经发展为一个大家族，并构成光折变材料中最具发展前 景的一类材料
光致变色反应及其吸收光谱示意图
光致变色反应势能曲线示意图
绝大多数光致变色体系是建立在单分子反应基础上的，势能面曲线 的变化能更直观地表现出这一过程。图中a为基态势能曲线或叫热 异构化势能曲线，b为化合物A的激发态势能曲线，c为化合物B的激 发态势能曲线。
4.2目前对光致变色认识的深入
随着科学研究的发展和深入，基于单分子反应体 系的光致变色定义显然是不完全的，需要补充， 即目前光致变色的研究还应该包括以下三种模式： 1、多组分反应模式。 2、环式反应模式或多稳态可逆反应模式。 3、多光子光致变色反应体系。
4.6 无机变色材料
无机变色材料主要集中在过渡金属氧化物体系中， 主要有MoO3、WO3、V2O5、NiO、Rh2O3、 Nb2O5
4.7无机变色应用举例
5.高聚物的光化学
参看书本274-281
5.1 新型高分子光折变材料
光折变效应（photorefractive effect)是指光照引起材料 折光指数改变的效应。
3.2 重氮成像材料
重氮成像材料是一种开发较早、应用也较广泛的 非银盐感光材料，广泛应用于缩微、复制和印刷 等领域。
重氮盐的光敏性是其应用的基础。 重氮影像材料可分为染料影像材料（利用重氮盐
在碱性条件下和酚类化合物因发生偶联反应而生 成的偶氮燃料色度来显示影像的一类材料）、微 泡影像材料（利用重氮盐光解后产生的氮气来成 像的。
高分子材料非常易于掺杂多种功能组分，化学方法将功 能组分键接到高分子骨架上也较容易实现。此外高分子 材料加工性能优良，可方便制备成薄膜、体块等所需形 状。因此，高分子光折变材料从1991年被报道至今，已 经发展为一个大家族，并构成光折变材料中最具发展前 景的一类材料
光致变色反应及其吸收光谱示意图
光致变色反应势能曲线示意图
绝大多数光致变色体系是建立在单分子反应基础上的，势能面曲线 的变化能更直观地表现出这一过程。图中a为基态势能曲线或叫热 异构化势能曲线，b为化合物A的激发态势能曲线，c为化合物B的激 发态势能曲线。
4.2目前对光致变色认识的深入
随着科学研究的发展和深入，基于单分子反应体 系的光致变色定义显然是不完全的，需要补充， 即目前光致变色的研究还应该包括以下三种模式： 1、多组分反应模式。 2、环式反应模式或多稳态可逆反应模式。 3、多光子光致变色反应体系。
4.6 无机变色材料
无机变色材料主要集中在过渡金属氧化物体系中， 主要有MoO3、WO3、V2O5、NiO、Rh2O3、 Nb2O5
4.7无机变色应用举例
5.高聚物的光化学
参看书本274-281
5.1 新型高分子光折变材料
光折变效应（photorefractive effect)是指光照引起材料 折光指数改变的效应。
3.2 重氮成像材料
重氮成像材料是一种开发较早、应用也较广泛的 非银盐感光材料，广泛应用于缩微、复制和印刷 等领域。
重氮盐的光敏性是其应用的基础。 重氮影像材料可分为染料影像材料（利用重氮盐
在碱性条件下和酚类化合物因发生偶联反应而生 成的偶氮燃料色度来显示影像的一类材料）、微 泡影像材料（利用重氮盐光解后产生的氮气来成 像的。
- 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)。
•分子激发态有哪几种失活过程？
根据光化学原理说明家用日光灯的发光原理 以及各材料的功能？
电光源的分类、常用的电光源以及它们适用 的波长范围？ 分别计算200nm、400nm的光子能量并将其 和H2O （498 kJ/mol）, Cl2 (240 kJ/mol)的 键能进行比较。【E=N0hc/】
说明反应类型并补充反应条件
CH3 CH3Байду номын сангаас
1 2 3
CH CH
1'
CH CH2 CH CH2
2' 3'
CH3 CH3
1
2
CH CH
1'
CH
3
CH2 CH2
3'
CH
2'
补充右边的产物
根据下图叙述光电化学太阳能 电池的工作原理。
二芳基乙烯类光致变色体系
在应用中，二芳基乙烯类光致变色染 料中的乙烯结构通常使用环烯烃。为 什么？
根据电子跃迁的选择规则判断及说明芳香 族羰基化合物的最强吸收（跃迁）。 ,*
n,*
S3 T3 S2 T2 S1 T1 A S0 B C D
,* n,* n,*
n,*
根据下表的内容分别判断重原子、（给）吸电子基 对共轭结构荧光强度的影响，并说明原因。
共轭体系扩大
* *
光敏化
华东理工大学
East China University of Science And Technology
光化学原理与应用 回顾
什么是光化学？
下列哪些光谱技术是光化学原理和 应用直接涉及的内容？ 1. 紫外-可见光谱 2. 红外光谱 3. 原子吸收光谱 4. 荧光光谱
1. 分子轨道理论中提到了分子中存在 哪几种类型的分子键（轨道）？ 2. 什么是分子电子组态的多重性？为 什么分子的电子组态具有多重性？ 3. 根据O2分子的电子组态说明为什 么基态的O2分子为三重态分子？
如下图所示，降冰片烯在于苯乙酮 或二苯酮混合下光照发生的光反应 不同，为什么？
苯乙酮 hv hv 二苯酮
O Ph Ph
光敏化
理想的三重态光敏化剂应该具有哪些性 能？举例并逐一说明为什么？ 1. kST>>kF。因为三重态敏化剂自身应该 在直接光激发后得到尽可能多的三重 激发态。 2. 。。。。。。
羰基激发态和烯烃激发态的区别？ 羰基激发态的主要反应类型？ 不饱和烯酮的光重排
五元环脂环酮断裂的 Norrish I型反应
六元环脂环酮断裂的 Norrish I型反应
四元环脂环酮断裂的 Norrish I型反应
光化学第三定律认为分子中的电子 跃迁过程发生的是垂直跃迁。 如何从分子中和电子跃迁过程相关 的几个过程的时间尺度理解光化学 第三定律？
什么是光化学中的光致能量转移？ 光致能量转移中的猝灭和敏化指什 么？
分子激发态的失活
VR S2 F VR S1 VR IC F P S0 T1 F IC VR T2
如何识别和检验激发态分子的能量转移 模式？ 辐射模式？共振模式？交换模式？ 根据分子的电子组态（排布）简要说明 激发态和基态的氧化还原性质变化？
维生素d(Vd)的光化学合成
h HO HO 麦角固醇 Vd2
根据有机光化学知识分步画出 自麦角固醇到Vd2的光化学反应方程式
2甲烷重排的机理
补充香叶烯的光环合加成的条件 以及下列各产物的过渡态。
完成下列光反应的合成路线图
O AcO O O O OAc H HOCH2 CHO OH OH CH2OH
OH O RCHO R O O
简述烯烃环（同面）加成反应的规 律。 光催化的定义，光催化三要素以及 光催化的用途 光致变色原理以及几类典型的无机 、有机光致变色体系。 光氧化反应的几个类别及对应的主 要活性物种