单线态和三线态
单线态和三线态
单线态和三线态 Revised by Petrel at 2021
单线态和三线态是指分子的激发态。
大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S=1/2+(-1/2)=0，其多重性M=2S+1=1(M为磁量子数)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”；当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高的轨道上，通常它的自旋方向不改变，即S=0，则激发态仍是单线态，即“单线(重)激发态”；
如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向的改变，这时便具有两个自旋不配对的电子，电子净自旋不等于零，而等于S=1/2+1/2=1其多重性：
M=2S+1=3即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为“三线(重)激发态”。
“三线激发态”比“单线激发态”能量稍低。
但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的，即跃迁几率非常小，只相当于单线态→单线态过程的10-6~10-7。
当激发态的分子通过振动驰豫--内转换--振动驰豫到达第一单线激发态的最低振动能级时，第一单线激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射（光子）跃回到基态的不同振动能级，此过程称“荧光发射”。
如果荧光几率较高，则发射过程较快，需10-8秒。
第一电子三线激发态最低振动能级的分子以发射辐射（光子）的形式回到基态的不同振动能级，此过程称为“磷光发射”。
发生过程较慢约10-4~10秒。
三线态的垂直激发能 -回复
三线态的垂直激发能-回复三线态的垂直激发能是指在三线态（triplet state）下，分子或原子在垂直方向上吸收或放出能量的能力。
在化学和物理学中，激发能是指分子或原子从基态（ground state）到激发态（excited state）所需的能量。
本文将一步一步回答关于三线态的垂直激发能的问题，解释其含义和重要性。
第一步：理解三线态三线态是指分子或原子的波函数具有对称性的电子态。
在三线态中，电子的自旋方向相反。
与之相对应的是单线态（singlet state），其中电子的自旋方向相同。
三线态和单线态的区别在于电子自旋的取向，它们具有不同的总自旋量子数。
第二步：理解垂直激发能垂直激发能指的是分子或原子从一个电子能级跃迁到另一个电子能级时需要的能量。
对于三线态的垂直激发能，这意味着分子或原子在三线态之间跃迁时所需的能量。
第三步：三线态的垂直激发能的影响三线态的垂直激发能对于化学反应和光学性质具有重要影响。
在化学反应中，从一个三线态到另一个三线态的跃迁可以导致不同的反应路径和产物的生成。
这对于理解和控制化学反应过程至关重要。
在光学性质方面，三线态的垂直激发能决定了分子或原子在垂直方向上吸收或放出的光的能量和波长。
这对于设计和开发光电器件和材料非常重要。
第四步：测量垂直激发能测量垂直激发能需要使用适当的实验技术和仪器。
常用的方法包括激光光谱学、荧光光谱学和电子自旋共振（ESR）等。
这些方法可以提供关于激发能级和能量差异的信息。
第五步：应用和研究领域三线态的垂直激发能在许多研究领域中都有广泛应用。
在化学领域，它用于研究分子的光化学反应和动力学过程。
在材料科学领域，它用于设计和合成新型光电材料和器件。
在生物医学领域，它用于研究荧光探针和生物传感器。
在能源研究领域，它用于探索和改进太阳能电池和光催化剂等。
总结：三线态的垂直激发能是指分子或原子在三线态下，垂直方向上吸收或放出能量的能力。
它对于化学反应、光学性质和材料设计具有重要影响，并在许多研究领域中得到广泛应用。
单线态和三线态
单线态与三线态就是指分子得激发态。
大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S= 1/2 +(- 1/2 )=0，其多重性M=2S+1=1 (M为磁量子数)，因此，分子就是抗（反）磁性得，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”；当基态分子得一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高得轨道上，通常它得自旋方向不改变，即?S=0，则激发态仍就是单线态，即“单线(重)激发态”；
如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向得改变，这时便具有两个自旋不配对得电子，电子净自旋不等于零，而等于S=1/2+1/2=1 其多重性：M=2S+1=3即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为“三线(重)激发态”。
“三线激发态”比“单线激发态”能量稍低。
但由于电子自旋方向得改变在光谱学上一般就是禁阻得，即跃迁几率非常小，只相当于单线态→单线态过程得
-6-7。
~1010当激发态得分子通过振动驰豫--内转换--振动驰豫到达第一单线激发态得最低振动能级时，第一单线激发态最低振动能级得电子可通过发射辐射（光子）跃回到基态得不同振动能级，此过程称“荧光发射”。
如果荧光几率较高，则发射过程较快，需10-8秒。
第一电子三线激发态最低振动能级得分子以发射辐射（光子）得形式回到基-4~10秒。
10”“态得不同振动能级，此过程称为磷光发射。
发生过程较慢约。
单线态和三线态
33
化学发光分析法
一 基本原理
A +B → C + D*
D* → D + h
某些化合物接受能量而被激发;从激发态返回基态时; 发射出一定波长的光
1能够发光的化合物大多为有机化合物;芳香族化合物
2发光反应多为氧化还原反应;激发能与反应能相当 E=170～300 kJ/mol；位于可见光区
3发光持续时间较长;反应持续进行
从分子结构理论来讨论
振动能级
分子中电子 的能量状态
电子所处的能级
转动能级
S=0; J=1 单重态S表示
所有电子都是自旋配对的 电子的多重态 大多数基态分子都处于单重态
J=2S+1
S：为各电子自旋量子 数的代数和
S=1; J=3 三重态 T表示
电子在跃迁过程中伴随着 自旋方向的变化自旋平行
3
基态单重态S
35
若化学发光反应是一级动力学反应则
A
t 0
Icl t dt
cl
t
0
dc dt
dt
cl
c
即发光总强度与被测物浓度成线性：
二 化学发光反应类型
1 直接化学发光和间接化学发光
直接发光 是被测物作为反应物直接参加化学发光反应 ;生成电子激发态产物分子;此初始激发态能辐射光子
A + B C* + D C* C + h
→基态; T1 → S0跃迁；
电子由S0进入T1的可能过程： S0 → T1禁阻跃迁
增加试样的刚性:
低温冷冻
固体磷光法：
吸附于固相载体滤纸
分子缔合物的形成：
加入表面活性剂等
重原子效应：
三线态三线态湮灭机理
三线态三线态湮灭机理
（实用版）
目录
1.三线态的概念
2.三线态湮灭机理
3.三线态在实际应用中的意义
正文
一、三线态的概念
三线态是相对于单线态的概念。
在叶绿素分子中，当配对电子的自旋方向均相反时，分子的电子总自旋等于零，这种分子状态被称为单线态。
而当处于不同轨道的原先配对电子自旋方向相同时，分子的结构对外界磁场有三种可能的取向，这种具有相同自旋的激发态被称为三线态。
二、三线态湮灭机理
三线态湮灭机理是指在量子力学中，当一个原子或分子从高能态向低能态跃迁时，其三线态的电子自旋取向会与外界磁场相互作用，导致能级之间的能量差异。
在这个过程中，三线态的电子会与另一个电子发生相互作用，使其自旋方向发生改变，从而湮灭原有的三线态。
这个过程称为三线态湮灭。
三、三线态在实际应用中的意义
三线态在实际应用中具有重要意义。
在量子计算和量子通信领域，三线态可以用于编码和传输量子信息。
由于三线态具有相同的自旋，因此它们可以在外部磁场的作用下保持相对稳定的状态。
此外，在光合作用中，叶绿素分子的三线态有助于捕获光能并将其转化为化学能，为生物体提供生命活动所需的能量。
总之，三线态作为一种量子力学概念，对于理解和探索原子、分子以
及生物体内的能量转换过程具有重要意义。
单线态和三线态
单线态和三线态是指分子的激发态大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S= 12 +（-12 ）=0,其多重性M=2S+仁1 （M为磁量子数），因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称单线态”当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高的轨道上，通常它的自旋方向不改变，即S=0,则激发态仍是单线态，即单线（重）激发态”如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向的改变，这时便具有两个自旋不配对的电子，电子净自旋不等于零，而等于S=12+1/2=1其多重性：M=2S+仁3即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为三线（重）激发态”三线激发态”比单线激发态”能量稍低。
但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的，即跃迁几率非常小，只相当于单线态-单线态过程的10-6~10-7。
当激发态的分子通过振动驰豫--内转换--振动驰豫到达第一单线激发态的最低振动能级时，第一单线激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射（光子）跃回到基态的不同振动能级，此过程称荧光发射”如果荧光几率较高，则发射过程较快，需10-8秒。
第一电子三线激发态最低振动能级的分子以发射辐射（光子）的形式回到基态的不同振动能级，此过程称为磷光发射”发生过程较慢约10-4~10秒。
第二章分子发光分析分子一吸收能量一激发为激发态一释放出能量亠基态称为“发光光致发光分子发光化学发光荧光磷光电能化学能光能辐射跃迁I光的形式释放非辐射跃迁以热的形'释放分子荧光分析法一.基本原理（一）荧光和磷光的产生 从分子结构理论来讨论-振动能级Y・转动能级'S=0, J=1单重态s 表示（所有电子都是自旋配对的）大多数基态分子都处于单重态 「S 二J=3 三重态T 表不 电子在跃迁过程中伴随着 自旋方向的变化（自旋平行）基态单亟态S 激发态单重态S 激发态三垂态T激发单重态S 与激发三重态T 的不同点: ⑴S 是抗磁分子，T 是顺磁分子⑵t s = 108s, tp =丄〜Is ；（发光速度很慢） ⑶基态单重态到激发单重态的激发为允许跃迁, 基态单重态到激发三重态的激发为禁阻跃迁;⑷激发三重态的能量较激发单重态的能量低r 电子所处的能级分子中电子 的能量状态Y亠电子的多重态2J=2S+1S ：为各电子自旋量子 数的2.分子内的光物理过程其中S。
单线态和三线态讲解学习-2022年学习资料
3刚性平面结构-实验发现，多数具有刚性平面结构的-有机分子具有强烈的荧光。-因为这种结构可以减少分子的振动 -使分子与溶剂或其它溶质分子的相互作用-减少，也就减少了碰撞去活的可能性。-荧光素-酚酞
4取代基效应-给电子基团，荧光增强-OH、OR、CN、NH-产生了p-π 共轭作用，增强了π 电子共轭程度，使 低-激发单重态与基态之间的跃迁几率增大。-芳环上-吸电子基团-减弱甚至会猝灭荧光-如-C00H、-NO、=0、卤素-卤素取代基随原子序数的增加而荧光降低-在重原子中，能级之间的交叉现象比较严重，因此容易发-生自 轨道的相互作用，增加了由单重态转化为三重态的速-20
原子吸收-原子光谱-原子发射-原子荧光-光谱分析-紫外-可见光谱-分子吸收-分子光谱-红外光谱-分子发光-
第二章-分子发光分析-分子一吸收能量-一激发为激发态一释放出能量一基态-辐射跃迁-非辐射跃迁-电能化学能能-光的形式释放-以热的形式释放-称为“发光”-光致发光-荧光-磷光-化学发光-2
分子荧光分析法-一、基本原理-一荧光和磷光的产生-从分子结构理论来讨论-振动能级-电子所处的能级-分子中电 -转动能级-的能量状态-S=0,J=1单重态S表示-所有电子都是自旋配对的-电子的多重态-大多数基态分子都 于单重态-J=2S+1-S=1,J=3三重态T表示-S:为各电子自旋量子-电子在跃迁过程中伴随着-数的代数 -自旋方向的变化（自旋平行）
在荧光的产生过程中，由于存在各种形-式的无辐射跃迁，损失能量，所以它们的-最大发射波长都向长波方向移动，以 光-波长的移动最多，而且它的强度也相对较-弱。-13
A-F-200-300-400-500-A/nm-奈的数发光谐、荧光和麟光光谐-14
激发光谱与发射光谱的关系-a.Stokes位移-激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比-激发光 的长，振动弛豫消耗了能量。-b.发射光谱的形状与激发波长无关-电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量 如能级-图入2，入，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的-最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧 -c.镜像规则-通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一-样成镜像对称关系。-15
三线态的垂直激发能 -回复
三线态的垂直激发能-回复三线态的垂直激发能是指化学反应中发生的垂直激发过程所对应的能量。
垂直激发是指电子从一条能级跃迁到另一条能级，而跃迁路径与能级之间的其他电子无关。
在化学反应中，垂直激发能起着重要的作用，对于理解和解释化学反应的机理至关重要。
本文将以三线态的垂直激发能为中心，详细介绍其概念、产生机制以及在化学反应中的应用。
首先，我们来介绍一下三线态的概念。
在分子的能级结构中，能级分为单线态和多线态。
单线态是指分子中的电子所占据的能级处于量子态的单态，即自旋方向相同。
而多线态是指分子中的电子占据的能级处于量子态的多态，即自旋方向不同。
其中，三线态是多线态中非常重要的一种。
三线态的产生机制可以通过电子跃迁的过程来解释。
当分子中的电子受到外部的激发或者化学反应的作用，会从基态能级跃迁到激发态能级。
在跃迁的过程中，电子的自旋方向可能改变，从而产生多线态。
而当电子跃迁回基态能级时，可以通过非辐射跃迁或者辐射跃迁两个不同的过程。
其中，非辐射跃迁指电子通过与其他分子或者原子碰撞而失去能量，回到基态。
而辐射跃迁则指电子通过辐射光的形式将过多的能量释放出来，回到基态。
三线态的垂直激发能与化学反应密切相关。
在化学反应前后，分子的能级结构发生了变化，其中垂直激发能起到了重要的作用。
当分子发生化学反应时，垂直激发能有助于解释反应机理和反应动力学。
通过研究垂直激发能，可以预测反应中的中间产物的生成和转化过程，并且可以指导实验设计和反应条件的优化。
在化学反应研究中，垂直激发能的计算是一项非常复杂的任务。
它涉及到量子力学的原理和方法，需要建立分子的能级结构模型，并进行相关的计算。
常用的计算方法包括从头计算和半经验方法。
从头计算是指在了解分子的相关参数后，通过计算基态和激发态的能量差来获得垂直激发能。
而半经验方法则是基于已有的实验数据和经验模型，通过拟合参数来计算垂直激发能。
垂直激发能的计算结果可以用于预测和解释化学反应的动力学和反应路径。
第18章光化学反应
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， 溶剂的极性增大通常使n→π* 跃迁向蓝移，使π→π* 跃迁向红 跃迁的解释是溶剂的氢和基态能量较低C=O基 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 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。 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。 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、 氮双键、苯基和硝基。 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。 （超过200 nm）某些发色团是烯基、炔基、氯和羟基。 助色团是表现（通过共振） 助色团是表现（通过共振）而且通常是加强处于同一分子中 发色团的吸收的基团。如氯、 发色团的吸收的基团。如氯、羟基和氨基一般被看作是助色 团。
光化学都是三线态化学。 光化学都是三线态化学。 • 醛、酮在230~330 nm区吸收。 酮在230~330 nm区吸收 区吸收。
• 醛（但一般不是酮）也能这样分解： 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。 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， 当二苯甲酮在异丙醇中照射时，起初形成的S 态横移到T 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 态提取溶剂中的氢产生羰游离基1 苯甲基醇（ 或二聚成苯频哪醇（ 苯甲基醇（2）或二聚成苯频哪醇（3）：
单线态和三线态课件
PART 04
单线态和三线态的应用
发光二极管
总结词
单线态和三线态在发光二极管中起着重要的作用，它 们决定了二极管的发光效率和稳定性。
环保能源的开发与利用
要点一
总结词
环保能源的开发与利用是单线态和三线态领域的必然趋势， 将为解决全球气候变化问题作出重要贡献。
要点二
详细描述
随着全球气候变化问题的日益严重，环保能源的开发与利 用已成为各国政府和科研机构的重点发展方向。单线态和 三线态技术作为一种清洁、高效的能源利用方式，在太阳 能、风能等可再生能源的转化和利用方面具有广阔的应用 前景。通过提高能源利用效率和降低环境污染，单线态和 三线态技术将为解决全球气候变化问题作出重要贡献。
光电器件
光电器件是一种能够将光能转换为电 能的电子器件，如光电二极管、光电 晶体管等。它们广泛应用于各种光检 测、光通信和自动化控制等领域。
电能转换为光能
发光二极管
发光二极管是一种能够将电能转换为光能的电子器件，其工作原理是电子与空穴在半导体中结合时释放出能量， 以光子的形式释放出来。发光二极管具有高效、耐用、响应速度快等优点，广泛应用于显示面板、照明等领域。
PART 05
单线态和三线态的未来发 展
新型材料的研究与应用
总结词
新型材料在单线态和三线态领域具有广 阔的应用前景，将为未来能源和环境领 域的发展提供有力支持。
VS
详细描述
随着科技的不断进步，新型材料如碳纳米 管、二维材料和金属有机框架等在单线态 和三线态领域的应用逐渐受到关注。这些 材料具有优异的物理、化学和电学性能， 能够提高能量转换效率和稳定性，降低成 本，为单线态和三线态技术的发展提供新 的可能性。
单线态和三线态
电子由S0进入T1的可能过程：（ S0 → T1禁阻跃迁）
增加试样的刚性:
低温冷冻
固体磷光法：
吸附于固相载体（滤纸）
分子缔合物的形成： 加入表面活性剂等
重原子效应：
加入含重原子的物质，如银盐等
敏化磷光：
通过能量转移产生磷光
磷光分析仪器
荧光计上配上磷光测量附件即可对磷光进行测量。 在有荧光发射的同时测量磷光
S1
S2
T1
S0 吸光1
吸光2
S1
S2
系间窜跃:
指不同多重态间的无辐射跃迁，
例如S1→T1就是一种系间窜跃。
T1
通常，发生系间窜跃时，电子由S1
的较低振动能级转移至T1的较高振动
能级处。
S0 吸光1
吸光2 荧光3
辐射能量传递过程
荧光发射: 电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态
得到最大波长为λ3的荧光
（四）溶液的荧光（或磷光）强度 1. 荧光强度与溶液浓度的关系 荧光强度If正比于吸收的光量Ia与荧光量 子产率 。
If = Ia 式中为荧光量子效率，又根据Beer定律
A=-lg I/ I0 I= I0 .10- A Ia = I0 - I = I0(1- 10 -A) I0和I分别是入射光强度和透射光强度。代入上式得
因为这种结构可以减少分子的振动， 使分子与溶剂或其它溶质分子的相互作用 减少，也就减少了碰 撞去活的可能性。
（4）取代基效应
给电子基团，荧光增强
（-OH、-OR、-CN、-NH2）
芳环上 取代基
产生了p-共轭作用，增强了电子共轭程度，使最低激发单重态与基态 之间的跃迁几率增大。
吸电子基团
减弱甚至会猝灭荧光
单线态和三线态(共48张PPT)
13
14
激发光谱与发射光谱的关系 a. Stokes位移
激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比激发光谱的 长，振动弛豫消耗了能量。 b. 发射光谱的形状与激发波长无关
即发光总强度与被测物浓度成线性： S=0, J=1 单重态S表示
电子的多重态 大多数基态分子都处于单重态
大多数基态分子都处于单重态 剂瓶中，置阴凉处保存
J=2S+1
将其溶解于少量的5%HAc中，转移至1L容量瓶中用5%HAc
S=1, J=3 三重态 T表示
S：为各电子自旋量子
电子在跃迁过程中伴随着
数的代数和
电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量(如能级图 2
, 1)，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能 级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光 c. 镜像规则
通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一样）成 镜像对称关系。
15
（三）荧光的影响因素
分子产生荧光必须具备两个条件：
① 分子必须具有与所照射的辐射频率 (紫外-可见光）相适应的结构（共轭双键）， 才能吸收激发光； ② 吸收了与其本身特征频率相同的能
被测物使荧光熄灭
气相化学发光和液相化学发光
即可绘制荧光发射光谱曲线
荧光猝灭法 kf为荧光发射过程的速率常数（与化学结构有关）
方法 增加试样的刚性:
低温冷冻
由荧光强度降低的强度来测定被测
间接发光是被测物A或B，通过化学反应生成初始激发态产
发生振动弛豫的时间为10-12s数量级。
物的含量
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第二章-分子发光分析-分子一吸收能量-一激发为激发态一释放出能量一基态-辐射跃迁-非辐射跃迁-电能化学能能-光的形式释放-以热的形式释放-称为“发光”-光致发光-荧光-磷光-化学发光-2
分子荧光分析法-一、基本原理-一荧光和磷光的产生-从分子结构理论来讨论-振动能级-电子所处的能级-分子中电 -转动能级-的能量状态-S=0,J=1单重态S表示-所有电子都是自旋配对的-电子的多重态-大多数基态分子都 于单重态-J=2S+1-S=1,J=3三重态T表示-S:为各电子自旋量子-电子在跃迁过程中伴随着-数的代数 -自旋方向的变化（自旋平行）
系间窜跃：-S1-S2-T-指不同多重态间-的无辐射跃迁，-例如S1→T1就是一-种系间窜跃。-通常，发生 间-窜跃时，电子由S-So-的较低振动能级转-吸光-吸光2-移至T的较高振动-荧光入3-能级处。-8
辐射能量传递过程-荧光发射：-电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态-得到最大波长为入3的荧光-S2-T 由图可见，发射荧光的能量-比分子吸收的能量小-入3>入2>入1-So-吸光入-吸光2-荧光3-9
基态单重态S-激发态单重态S-激发态三重态T-激发单重态S与激发三重态T的不同点：-1S是抗磁分子，T是顺 分子-2t=10-8s,t=104~1s;发光速度很慢-3基态单重态到激发单重态的激发为允许跃迁，-基态单 态到激发三重态的激发为禁阻跃迁；-4激发三重态的能量较激发单重态的能量低
2.分子内的光物理过程-单重态-远动地晚-内转换-三重东-=0-bEZI-Ta-寸-以=0-2u=0-Ti ￥=0-I0-ii 1i-111-So-2=0-荧光-外转换-磷光-痘动地膝-发-熄灭-荧光和磷光体系能级 -其中S。、S和S2分别表示分子的基态、第一和第二电子激发的单重态-T和T,则分别表示分子的第一和第二电子 发的三重态。-V=0、1、2、3、.…表示基态和激发态的振动能级。-5
单线态和三线态
单线态与三线态就是指分子得激发态。
大多数分子含有偶数电子,在基态时,这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中,成对自旋,方向相反,电子净自旋等于零:Ｓ= 1/2 ＋(- 1/2 )=０,其多重性Ｍ=２S＋1=1 (Ｍ为磁量子数),因此,分子就是抗(反)磁性得,其能级不受外界磁场影响而分裂,称“单线态”;当基态分子得一个成对电子吸收光辐射后,被激发跃迁到能量较高得轨道上,通常它得自旋方向不改变,即？S=0,则激发态仍就是单线态,即“单线(重)激发态”;
如果电子在跃迁过程中,还伴随着自旋方向得改变,这时便具有两个自旋不配对得电子,电子净自旋不等于零,而等于Ｓ=１／２＋1/2=１其多重性:M＝2S+1=3即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂,这种受激态称为“三线(重)激发态”。
“三线激发态”比“单线激发态” 能量稍低。
但由于电子自旋方向得改变在光谱学上一般就是禁阻得,即跃迁几率非常小,只相当于单线态→单线态过程得10-6~10-7。
当激发态得分子通过振动驰豫--内转换--振动驰豫到达第一单线激发态得最低振动能级时,第一单线激发态最低振动能级得电子可通过发射辐射(光子)跃回到基态得不同振动能级,此过程称“荧光发射”。
如果荧光几率较高,则发射过程较快,需１０—８秒。
第一电子三线激发态最低振动能级得分子以发射辐射(光子)得形式回到基态得不同振动能级,此过程称为“磷光发射"。
发生过程较慢约１０—4~10秒。
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单线态和三线态是指分子的激发态。
大多数分子含有偶数电子，在基态时，这些电子成对地存在于各个原子或分子轨道中，成对自旋，方向相反，电子净自旋等于零：S= 1/2 +(- 1/2 )=0，其多重性M=2S+1=1 (M为磁量子数)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能级不受外界磁场影响而分裂，称“单线态”；当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后，被激发跃迁到能量较高的轨道上，通常它的自旋方向不改变，即?S=0，则激发态仍是单线态，即“单线(重)激发态”；
如果电子在跃迁过程中，还伴随着自旋方向的改变，这时便具有两个自旋不配对的电子，电子净自旋不等于零，而等于S=1/2+1/2=1 其多重性：M=2S+1=3即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂，这种受激态称为“三线(重)激发态”。
“三线激发态”比“单线激发态” 能量稍低。
但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的，即跃迁几率非常小，只相当于单线态→ 单线态过程的10-6~10-7。
当激发态的分子通过振动驰豫--内转换--振动驰豫到达第一单线激发态的最低振动能级时，第一单线激发态最低振动能级的电子可通过发射辐射（光子）跃回到基态的不同振动能级，此过程称“荧光发射”。
如果荧光几率较高，则发射过程较快，需10-8秒。
第一电子三线激发态最低振动能级的分子以发射辐射（光子）的形式回到基态的不同振动能级，此过程称为“磷光发射”。
发生过程较慢约10-4~10秒。