Fluorescencja.docx

SLAJD 2
Atom może zaabsorbować kwant energii pochodzący od niewidocznego dla ludzkiego oka promieniowania ultrafioletowego. Przechodzi wtedy do tzw. stanu wzbudzonego. Jego elektron wskoczył na wyższy poziom energetyczny co ilustruje powyższy diagram. Ale elektrony nie lubią pozostawać długo w stanie wzbudzonym i wracają sobie do stanu podstawowego czasem szybko (czas mniejszy od 10-8s), a czasem wolno (nawet kilka godzin). Oczywiście elektron nie może od tak bezkarnie wrócić do stanu podstawowego - musi oddać to co pochłonął. I oddaje, w chwili powrotu wyemituje kwant promieniowania ale już o większej długości fali dzięki czemu możemy je zobaczyć.
SLAJD 3

Wyemitowane promieniowanie w procesie fluorescencji ma mniejszą energię niż promieniowanie wzbudzające, czyli emitowane jest promieniowanie o większej długości fali niż promieniowanie zaabsorbowane
SLAJD 6

Stan wzbudzony cząsteczki jest nietrwały i dlatego cząsteczka musi powrócić do stanu podstawowego. Najczęściej występuje utrata nadmiaru energii w postaci ciepła. Taki powrót do stanu podstawowego obserwowany jest dla większości substancji barwnych. Należy pamiętać, że obserwowana barwa substancji nie odpowiada promieniowaniu pochłoniętemu, lecz jest tzw. barwą dopełniającą. Przykładowo substancja pochłaniająca ze światła białego tylko światło niebieskie, będzie obserwowana jako pomarańczowa. Poniższa tabela przedstawia, długości fal, barwy światła oraz odpowiadające im barwy dopełniające
 

Zjawisko fluorescencji jest zjawiskiem „odwrotnym” do zjawiska absorpcji światła i w molekułach organicznych zjawisko to jest związane z pojęciami ekscytonu i polaronu. W molekułach organicznych ze sprzężonym układem wiązań elektrony są zdelokalizowane w obrębie całej cząsteczki i są względnie luźno związane z jądrami i elektronami. Dokładne obliczenia struktury elektronowej organicznych molekuł metodami chemii kwantowej wykazują, że w tych molekułach poziomy energetyczne można podzielić na dwie grupy: zbiór obsadzonych przez elektrony poziomów HOMO (Highest Occipied Molecular Orbitalas), oraz zbór nieobsadzonych przez elektrony poziomów LUMO.

Na wyższych poziomach pasma HOMO znajdują się delokalizowane elektrony chmury . Ze względu na delokalizację i słabe wiązanie elektronów chmury , cząsteczki z układem wiązań sprzężonych mogą stosunkowo łatwo ulegać jonizacji a elektrony mogą przechodzić do „pasma” LUMO. Różnica energii pomiędzy pasmami LUMO i HOMO w cząsteczkach z układem wiązań sprzężonych nazywana jest przerwą energetyczną.

Ekscytonem jest wzbudzenie elementarne molekuły organicznej, które jest związane z przejściem elektronu z poziomu HOMO na poziom LUMO, bez usunięcia elektronu z cząsteczki (rys.8.12). A zatem, ekscyton składa się z „dziury” (brak elektronu) na poziomach HOMO i elektronu na poziomie LUMO. Natomiast polaronem jest wzbudzenie elementarne molekuły organicznej, które jest związane z całkowitym usunięciem elektronu z poziomu HOMO cząsteczki (polaron dziurowy - hole polaron) albo z obsadzeniem poziomu LOMO przez dodatkowy (z otoczenia molekuły) elektron (polaron elektronowy – elektron polaron).