单线态和三线态

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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。

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