( ) A B A B C --→ + ∙ --→ ←-- [ ] [ ] [ ][ ] k k d A dC A B dt dt k k-

基礎光化学 2014 課題（橋本）
（手書きレポート提出期限 8 月 31 日）
1. Jablonsky diagram を描いて、光吸収、蛍光、内部転換（変換）
、系間（項間）交差、振動緩和、
無放射遷移を説明せよ。これらの用語の英語もかけ。
2. エチレンの*および*遷移を図を書いて説明せよ。ホルムアルデヒドを例として n*と*遷移
に違いを説明せよ。
3. 一重項と三重項の違いを説明せよ。
4. Beer-Lambert の法則を説明せよ。
5. Frank-Condon の原理を説明せよ。
6. 自然放出と誘導放出の違いを説明せよ。
7. Stokes shift とは何か。
8. 吸収スペクトルと蛍光スペクトルの mirror image（鏡像関係）について説明せよ。
9.
溶液中で分子 A, B が出会って（A･B）となり、これが反応して生成物 C を与えるとする。出
会いの状態では反応しないで分かれてしまう確率もあるため、反応式は、
kD
kR

A  B 
( A  B) 
C
k D
で表される。ここで、ｋD は拡散の速度定数（2 次）、ｋD は出会い状態から解離する速度定数（1
次）、ｋR は出会い状態から反応する速度定数（1 次）である。

k k
d [ A] d [C ]

 D R [ A][ B]
dt
dt
k R  k D
となることを示せ。
10.
基底状態の分子 S0 が光を吸収して励起状態 S1 になる場合、S1*は次のプロセスでエネルギーを
失う。光をずっと当て続ける場合（定常光照射）
、反応式は
kabs
S0  h 
S1*
(1)
S  S0  h '
(2)
*
1
kF
S  S0
*
1
k IC  ISC
(3)
蛍光量子収率 F は kF , kIC , kISC を用いて
d
[h ']
kF
となることを示せ。
 F  dt

d
k

k

k
F
IC
ISC
 [h ]
dt
また、消光剤 Q が存在すると蛍光消光がおこる。その場合の反応式は
kbs
S0  h 
 S1*
kF
S1* 
 S0  h '
k IC  k ISC
S1* 
 S0
k
Q
S1*  Q 
 S0  Q
で表される。消光剤 Q が存在する場合、[Q]=0 のときのF を  F とすると kQ , ,[Q] を用いて
0
 0f
f
 1  kQ 0 [Q] となることを示せ。
11. 分子にレーザー光を瞬間的に当てて S1*励起状態をつくる場合を考える（S1*はすでに存在して
いると考える）。次に示すような消光反応がある場合、S1*励起状態の減衰を表す反応式は下記のよ
うになる。
kr
S1* 
 S0  h
knr
S1* 
 S0
k
Q
S1*  Q 
 S0  Q
消光剤 Q が存在しないときの寿命、 0 
1
1
存在するときの寿命  
より、
kr  knr  kQ [Q]
kr  knr
0
 1  kQ 0 [Q]

となることを、示せ。
12. 電荷移動錯体（CT 錯体）とはなにか。説明せよ。

 DA を仮定し、
13. CT 錯体形成に関する Benesi-Hildebrand の式を導く。化学平衡の式、D  A 

K
はじめに D の濃度を[D], A の濃度を[A]とする。D と A から DA が生成しその濃度を[DA]とする。
CT 錯体 DA の吸光度ｄを d  [ DA] であらわす。このとき、
[ A]
1
1
 
となることを、以
d
 K  [ D]
下に証明せよ。
14.
エキシプレックス（励起錯体）について説明せよ。また、エキサイマー（励起 2 量体）とは何
かを説明せよ。
15.
singlet-singlet Forster energy transfer（Forster type）についてドナーとアクセプターの分子軌道の
絵を描いて説明せよ。
16. triplet-triplet Dexter energy transfer（Dexter type）についてドナーとアクセプターの分子軌
道の絵を描いて説明せよ。
17. 三重項・三重項消滅（TT annihilation）を説明せよ。
18.
A *  D  A  D であらわされる電子移動反応（D:電子供与体、A:電子受容体）についてドナー
とアクセプターの分子軌道の絵を描いて説明せよ。
19.
A  D*  A  D であらわされる電子移動反応（D:電子供与体、A:電子受容体）についてドナー
とアクセプターの分子軌道の絵を描いて説明せよ。
20.
一重項酸素（1O2*, singlet oxygen）は基底三重項酸素分子の直接光励起によって生成すること
はできない。どのように生成すればよいかを説明せよ。また、一重項酸素の有用な役割は何かを説
明せよ。そして、一重項酸素の存在はどのように確認すればよいかを説明せよ。
21.
酸化チタン（TiO2）は光触媒である。酸化チタンが光触媒として作用する原理を説明せよ。

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