Люминесценция Ю А Владимиров и А Н Осипов

Люминесценция Ю. А. Владимиров и А. Н. Осипов 2011

Распределение электронной плотности и энергия электрона в потенциальном ящике | |2 n=4 E n=4 n=3 n=2 n=1 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) n=1

Электронные уровни и их заполнение E 1 электрон в молекуле n=4 E n=3 n=2 n=1 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) 6 электронов в молекуле E НСО ВЗО 6 электронов в молекуле

Электронные уровни коферментов ВЗО-верхняя заполненная молекулярная орбиталь. НПО-нижняя пустая молекулярная орбиталь. © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Перенос электрона по цепи переносчиков © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Участие ВЗО и НСО в межмолекулярных взаимодействиях © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

ВЗО, НПО и электронные переходы при поглощении и испускании фотона Резонансная люминесценция в газах НПО Поглощение ВЗО © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) ВЗО НПО Испускание ВЗО E = hc/l

Энергетические уровни и электронные переходы при поглощении и испускании фотона Люминесценция триптофана в замороженном растворе при 77 К 280 нм Лю ми не © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) Поглощение и ен сце нц S 0 ия Флуоресценция 10 -8 с 330 нм щ П 10 -11 с S 1 е о огл 10 -11 с 435 нм 5 с Фосфоресценция S 2 220 нм T 1

Спектры позволяют строить уровни Триптофан 217 nm Энергия фотона (к. Дж/моль) 545 S 2 Поглощение S 1 375 S* Флуоресценция 378 nm Фосфоресценция (при 77 К) 306 0 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) Фосфоресценция 304 nm 427 Флуоресценция 275 nm T 1

Схема спектрофлуориметра ФЭУ Лампа кювета Монохроматор для возбуждения люминесценции Монохроматор для измерения спектра люминесценции © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Спектры люминесценции © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Спектры возбуждения © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Основные законы люминесценции 1. Закон Стокса 2. Правило Каши 3. Закон Вавилова 4. Закон Левшина (зеркальной симметрии). © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Закон Стокса Спектр люминесценции лежит в более длинноволновой области по сравнению со спектром поглощения Триптофан Поглощение и возбуждение 20 Причина: Флуоресценция Фосфоресценция 10 200 300 400 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) 500 Часть энергии возбуждения растрачивается в тепло

Правило Каши Спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждения. Причина: 10 -11 с 280 нм 10 -11 с S 1 Поглощение 330 нм Флуоресценция 10 -8 с S 0 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) 435 нм 5 с Фосфоресценция S 2 220 нм T 1 Молекула живет дольше всего на нижнем подуровне возбужденного состояния и высвечивает фотон из этого состояния

Правило Левшина (закон зеркальной симметрии) Спектры флуоресценции и поглощения зеркально симметричны Поглощение 300 Причина: Флуоресценция 400 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) 500 Структура колебательных подуровней одинакова в основном и возбужденном состояниях

Закон зеркальной симметрии на примере аминокислоты фенилаланин Спектры флуоресценции и поглощения зеркально симметричны © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Закон Вавилова Квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждения S 2 220 нм 10 -11 с 280 нм 10 -11 с S 1 Поглощение 330 нм S 0 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) Флуоресценция 10 -8 с kf Тушение Что такое квантовый выход ( )? : kq

Закон Вавилова Квантовый выход люминесценции не зависит от длины волны возбуждения Причина: 220 нм 10 -11 с S 2 280 нм 10 -11 с S 1 S 0 © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ) Тушение Поглощение 330 нм Флуоресценция 10 -8 с Молекула живет дольше всего на нижнем подуровне возбужденного состояния и безизлучательный переход происходит из этого состояния

Следствие закона Вавилова Спектр возбуждения имеет форму спектра поглощения Спектры возбуждения Интенсивность люминесценции Спектр возбуждения Спектр поглощения © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)

Экранирующий эффект © 2010 Ю. А. Владимиров (ФФМ, МГУ)