材料光化學習題

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1、1原子軌道組成分子軌道的必要條件？能量相近原理最大重疊原理對稱性匹配補充1?利用分子軌道理論解釋為什么H可以形成雙原子分子，而He不能形成雙原子分子？分子軌道理論解釋：假定兩個He原子相互接近到可以成鍵的距離，兩個He原子的各原子軌道（包括空軌道），相互作用形成lsigma^2sigma,3sigma,4sigma。。。。分子軌道（能量依次上升，數(shù)學形式上分子軌道是原子軌道的線性組合）。其中l(wèi)sigina,2sigma是由兩個原子的Is軌道形成的。lsigma的能量較原Is軌道低一些（成鍵軌道），2sigma的能量較Is高一些（反鍵軌道）。高

2、出和低于的值相等。形成分子軌道后，兩個原子中的4個電子按能量最低原理、保里原理、洪特規(guī)則排布在分子軌道上，顯然應排在lsigma,2sigma軌道上（每個軌道2個電子），這樣有兩個電子的能量相比孤立的原子低，另兩個電子能量相比孤立的原子高?？偟哪芰亢凸铝⒃酉嗤ㄕf明沒有化學鍵的作用，鍵能為零），即不存在He2分子。如果在外界作用下，系統(tǒng)失去一個電子，2sigma軌道上將只有一個電子，系統(tǒng)的總能量降低（比孤立原子低），兩個He原子間就存在化學鍵了，He2八+（稱為氨分子離子）可以存在。H原子沒有形成8（2）電子的穩(wěn)定結構，需要兩個原子共用電子

3、才能達到穩(wěn)定，而He已達到穩(wěn)定結構，不會形成雙原子2激發(fā)態(tài)分子失活的各種途徑？激發(fā)態(tài)的失活這些激發(fā)態(tài)的壽命較短，會在非常短的時間內失去多余的能量回到基態(tài)構型，這個過程可以通過不同途徑完成。激發(fā)態(tài)的物理失活如果失活過程屮分子回到了其原始的基態(tài)，那么就是一個物理失活過程。物理失活過程口J以分為：1.分子內過程o輻射躍遷：在分子從激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)的過程川發(fā)射電磁輻射的躍迂。即發(fā)光過程,包括熒光、磷光和延時熒光。O非輻射躍遷：在失活過程中不發(fā)射電磁輻射的躍遷。包括內轉換和系間竄越。2.分子間過程O振動弛豫：當分子具有多余的振動能時，將會快速地相互碰撞或

4、與溶劑分子碰撞，從而生成某一電子能級的最低振動能級的分子，這一過程成為振動弛豫。能員r轉移：此過程屮,?個電子激發(fā)態(tài)分子（給體）將能量傳遞給另外一個分子（受體）從而變成更低電子能級的狀態(tài)，相應地，受體分子變成更高的電子能態(tài)。受體又稱猝滅劑,給體又稱敏化劑。O電子轉移：此過程中一個光激發(fā)的給體分子與基態(tài)的受體分子相互作用，從而形成一個離子對。這個離子對有可能發(fā)生反向電子轉移,從而使激發(fā)態(tài)給體猝滅。激發(fā)態(tài)的化學失活如果失活過程屮形成了新的分子，則是化學失活過程。3熒光產生必須具備的條件以及影響分子熒光強度的因素分了產生熒光必須具備的條件(1)具有

5、合適的結構。只有少數(shù)具有某些結構特性的體系才會產生熒光現(xiàn)象。(2)具有一定的熒光量子產率。影響熒光強度的因素(1)內部因素■自猝滅——發(fā)光物質分子間碰撞而發(fā)生的能量無輻射轉移。自猝滅隨溶液濃度的增加而增加?！隹谖铡獰晒饣衔锏陌l(fā)射光譜的波長與其吸收光譜的波長重疊，溶液內部激發(fā)態(tài)分子所發(fā)射的熒光在通過外部溶液吋被同類分子吸收，從而使熒光被減弱?！鰺晒鈴姸菷與光源的輻射強度10有關，因此增大光源輻射功率10可提高熒光測定的靈敏度。紫外■可見分光光度法無法通過改變入射光強度來提高靈敏度。(2)環(huán)境因素①溫度溫度對熒光的影響很大。溫度降低會減少碰

6、撞和非輻射失活的概率，因此會增加熒光強度。例如：熒光素的乙醇溶液在0°C以下每降低10°C,熒光產率增加3%,當溫度降低至-80°C吋，熒光產率為100%o②pH值含有酸性或堿性取代基的芳否化合物的熒光與pH有關。pH的變化影響了熒光基團的電荷狀態(tài)，從而使其熒光發(fā)生變化。③溶劑溶劑極性增加，有時會使熒光強度增加，熒光波長紅移。若溶劑和熒光物質形成氫鍵或使熒光物質電離狀態(tài)改變，會使熒光強度、熒光波長改變。含重原了的溶劑(碘乙烷、四澳化碳)使熒光減弱，磷光增強。④溶解氧往往使熒光強度降低。4熒光和磷光的定義與區(qū)別？熒光是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)彖

7、。當某種常溫物質經某種波長的入射光（通常是紫外線）照射，吸收光能后進入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的的波氏氏的出射光（通常波長在可見光波段）；而且一旦停止入射光，發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失。具有這種性質的岀射光就被稱之為熒光。泌是一種緩慢發(fā)光的光致冷發(fā)光現(xiàn)象。當某種常溫物質經某種波長的入射光（通常是紫外線）照射，吸收光能后進入激發(fā)態(tài)（具有和基態(tài)不同的自旋多重度）,然后緩慢地退激發(fā)并發(fā)岀比入射光的的波長長的岀射光，而且與熒光過程不同，當入射光停止后，發(fā)光現(xiàn)象持續(xù)存在。熒光:是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。1?螢火之光。2.某些物質受光或其他射

8、線照射時所發(fā)岀的可見光。磷光：不同多重度的狀態(tài)間輻射躍遷的結果，如Tl-SO；Tn->SO則較少。由于該過程是自旋禁阻的，因此與熒光相比其速度常數(shù)要小的多。5提高磷