Перенос энергии синглетных возбуждений донора к молекулам акцептора в триплетном состоянии



Дата17.06.2016
өлшемі40 Kb.
#141934
Перенос энергии синглетных возбуждений донора к молекулам акцептора в триплетном состоянии

Сураева Е.Ю.

Аспирант

Ставропольский государственный университет, физико-математический факультет, Ставрополь, Россия

E-mail: Sel-21@yandex.ru

Триплет-триплетный перенос энергии электронного возбуждения, одним из следствий которого является тушение фосфоресценции донора, происходит по обменно-резонансному механизму [4]. При этом согласно теории, относительное падение интенсивности фосфоресценции донора не должно превышать относительное изменение времени ее затухания, однако во многих случаях наблюдается обратная зависимость [3, 6, 7]. К настоящему времени причины этого несоответствия между выводами теории и отдельными экспериментальными фактами до конца не выяснены [1, 2].

В настоящей работе для объяснения опережения относительного изменения интенсивности фосфоресценции донора в сравнении с относительным изменением времени ее затухания при добавлении в раствор акцептора предлагается механизм передачи синглетных возбуждений донора молекулам акцептора в триплетном состоянии по индуктивно-резонансному механизму.

Для некоторых донорно-акцепторных пар сильное тушение фосфоресценции донора наблюдается даже при малой концентрации акцептора в растворе. Расстояние, соответствующее такой концентрации, много больше радиуса обменных взаимодействий, поэтому молекула акцептора может получить энергию триплетного возбуждения только от небольшой части молекул донора, находящихся недалеко от нее. Так как в результате взаимодействия акцептор переходит в триплетное состояние, то следующий акт переноса энергии возможен только после дезактивации полученного возбуждения, а поскольку время жизни триплетного состояния велико, молекула акцептора может потушить лишь малое количество молекул донора в близком окружении, не затрагивая при этом более далекие возбуждения. С учетом этого, сильное падение интенсивности фосфоресценции донора невозможно объяснить в рамках теории переноса энергии электронного возбуждения по обменно-резонансному механизму.

Однако такой экспериментальный факт подтверждается теоретическими расчетами, если предположить, что молекула акцептора, получив энергию триплетного возбуждения от близко расположенной молекулы донора, становится тушителем синглетных возбуждений донора. В результате такого взаимодействия донор безызлучательно переходит в основное, а акцептор – в более высокое триплетное состояние. Так как силы осцилляторов соответствующих переходов велики, то перенос энергии осуществляется по индуктивно-резонансному механизму, а вероятность данного процесса определяется степенью перекрывания спектров флуоресценции донора и триплет-триплетного поглощения акцептора, представляющего собой широкие полосы [5]. Учитывая, что обратный переход акцептора в нижнее возбужденное состояние происходит безызлучательно за время порядка 10-10 ÷ 10-13 с [8], а радиус индуктивно-резонансного взаимодействия больше обменно-резонансного в 5-6 раз [4], метастабильная молекула акцептора успевает потушить большое число синглетных возбуждений донора.

Из составленных согласно такой модели кинетических уравнений следует, что перенос энергии по индуктивно-резонансному механизму приводит к обеднению синглетного уровня донора и уменьшению концентрации его молекул в триплетном состоянии при соотношении



,

где – интенсивность возбуждающего излучения, и – сечение поглощения и вероятность синглет-триплетного перехода в молекуле донора, и – время затухания фосфоресценции донора в отсутствие и в присутствии акцептора соответственно. Из решения кинетических уравнений также видно, что на время жизни триплетного состояния донора оказывает влияние только взаимодействие по обменно-резонансному механизму.



На паре фенантрен (донор) + нафталин (акцептор) в толуоле экспериментально проверены закономерности изменения интенсивности фосфоресценции фенантрена. В результате изменения замечено, что уменьшение интенсивности фосфоресценции фенантрена в присутствии нафталина обусловлено тушением синглетных возбуждений донора. При этом время затухания его фосфоресценции не зависит от интенсивности возбуждающего излучения.

Литература

  1. Авдеев А.В. Некоторые особенности тушения фосфоресценции доноров энергии молекулами акцепторов // Сборник тезисов XIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». 12-15 апреля 2006 г. Т. 2. С. 45-46.

  2. Дерябин М.И., Куликова О.И., Солодунов В.В. Влияние отжига на квантовый выход сенсибилизированной фосфоресценции нафталина в замороженных растворах н.-гексана // Журнал прикладной спектроскопии. 2000. Т. 67. No. 6. С. 735-737.

  3. Ермолаев В.Л. Перенос энергии в органических системах с участием триплетного состояния // Успехи физических наук. 1984. Т. 80. No. 1 С. 3-40.

  4. Ермолаев В.Л., Бодунов Е.Н., Свешникова Е.Б., Шахвердов Т.А.. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. Л., 1977.

  5. Carmichael I., Hug G.L. Triplet-Triplet Absorption Spectra of Organic Molecules in Condensed Phases // Journal of Physical and Chemical Reference Data. 1986. V. 15. I. 1. P. 1-250.

  6. Hattori S., Kato Y. Donor Phosphorescence Quenching and Decay in Sensitized Phosphorescence // Journal of Molecular Spectroscopy. 1971. V. 39. P. 432-440.

  7. Kobashi H. Morita T., Mataga N. Influence of Triplet-triplet Excitation Transfer on the Decay Function of Donor Luminescence // Chemical Physics Letters. 1973. V. 20. I. 4. P. 376-378.

  8. Lower S.K., El-Sayed M.A. The Triplet State and Molecular Electronic Processes in Organic Molecules // Chemical Reviews. 1966. V. 66. P. 199-241.

Каталог: archive -> Lomonosov 2012
Lomonosov 2012 -> Нуклеосинтез. Поиски альтернативных источников энергии Збиняков Иван Александрович
Lomonosov 2012 -> Нелинейно-оптический метод исследования поперечной сферической аберрации
Lomonosov 2012 -> Г. Байрона «Абидосская невеста» и
Lomonosov 2012 -> Продуктивные способы стилистической деривации в системе русской лексики начала XXI века
Lomonosov 2012 -> Приемы перевода терминов и узуальные нормы языка
Lomonosov 2012 -> Образ женщины в белом в сюжетах современных быличек: происхождение и функции
Lomonosov 2012 -> Литературное сновидение и роман-сновидение на примере романа В. Набокова «Приглашение на казнь»
Lomonosov 2012 -> Сборнике Вашингтона Ирвинга
Lomonosov 2012 -> Лингвостилистические средства создания контраста в художественном произведении Комова Елена Викторовна
Lomonosov 2012 -> Ассимилятивные изменения согласных звуков в мокшанском языке Жаткина Марина Серафимовна


Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет