光・放射線化学

光化学 3章 DL Ver. 1.0
FUT
原 道寛
問題
• 電子配置と電子状態の違いを述べよ。
(0・1*100=10pt)
問題
• 一重項状態と三重項状態の違いを述べよ。
(0・1*100=10pt)
問題
• Jabionski図をできるだけ詳しく記入せよ。
• 1語句につき1 pt (最大10pt)
光化学I
3
章
序章
•“光化学”を学ぶにあたって
1章
•光とは何か
2章
•分子の電子状態
• 電子励起状態
• 3.1電子配置と電子状態
• 3.2一重項状態と三重項状態
• 3.3エネルギー状態図と素過程
4章
•分子と光の相互作用
5章
•光化学における時間スケール
6章
•分子に光をあてると何が起こるか
7章
•光化学の観測と解析
8章
•どのように光を当てるか
9章
•光化学の素過程
10章
•光化学反応の特徴
3章電子励起状態
電子配置と電子状態の差を理解する
一重項状態と三重項状態の差
Jabionski図
3.1電子配置と電子状態
分子軌道
電子配置
電子状態
ψ1(ε1) ψ2(ε2) ψ3(ε3) ψ4(ε4)
軌道
1
• 4つの
A
2
• 4つの
B
3
• どのように配置されるのだろうか
3.1電子配置と電子状態
A
B
C
D
F
H
E
G
3.1電子配置と電子状態
最もエネルギーが低くなるのは、電子が
• ψ1に A ・ψ2に B
• 全電子エネルギーE0=
C
次に低い電子の並べ方
• ψ1に D ・ψ2に E ・ψ3に
• 全電子エネルギーE0=
F
G
J
H
I
K
L
3.1電子配置と電子状態
A
ground state
C
electronically
excited state
E
excited state
F
the lowest
excited state
• エネルギーがもっとも
B
なもの
•
D
の
すべての状態
• 上記と同じ
G
• 励起状態でも
エネルギーの状態
3.1電子配置と電子状態
A
B
状態
• ππ*遷移の結果生じる励起状態
状態
• nπ*遷移の結果生じる励起状態
基
C
のnπ*
F
• n軌道に1個=酸素の D
に局在化
• π*軌道に1個= E に広がっている。
G
•
の性質も持っている。
H
• nπ*励起の
反応の原因
3.2一重項状態と三重項状態
A
B
状態
• スピンを反対にしている状態
状態
• スピンを並行にしている状態
• 一重項状態よりエネルギーが
C_
3.2一重項状態と三重項状態
A
B
状態
• 電子(1)α
• 電子(2)β
状態
• 電子のスピンの向き
• 電子のスピンの向き
C
D
3.3エネルギー状態図と素過程
G
H
A
座標
B
が異なるために
C
最も安定な状態は
横軸
•
•
縦軸
• 核振動の D されたエネルギー準位
• E 状態と F 状態
3.3エネルギー状態図と素過程
S0
S1
S2
T1
T2
•
A
状態
•
•
•
•
状態
B
状態
C
状態
D
E
状態
S0
•F 階
S1
•
G
階
S2
•
H
階
T1
•
I
階
T2
•
J
階
3.3エネルギー状態図と素過程
3.3エネルギー状態図と素過程
A
(励起)
D
vibration
relaxation
B
から
E
から
H
radiationless
transition
L
radiationless
deactivation
励起状態の
I
無放射遷移
同じ多重度
M:
各励起状態
C
の
レベル
F
励起状態の
を分配、溶媒分
子に奪われ、
_
最低励起状
態の
J
N
G
さらに、
K
3.3エネルギー状態図と素過程
A
B
からの光を
放出・蛍光
radiative transition
I
D
E
interesystem
crossing
状態
から
光
光化学反応
C
Fの
H
高振動
レベル
G
J からの光を放出
K から
L
および
M 反応
N
から一分子
および二分子反応
状態に失活した後、
化学反応が進行する
= P の法則
O
状態
レベル
参考文献
• 光化学I 井上ら 丸善(株)