熒光和磷光分別是如何產(chǎn)生的?區(qū)別是什么?
熒光和磷光都是物質(zhì)從激發(fā)態(tài)躍遷,自發(fā)輻射產(chǎn)生的.通常自發(fā)輻射強(qiáng)度都有一個(gè)衰減過程,衰減過程最初的一段時(shí)間內(nèi)的輻射,稱之為熒光,之后的衰減過程稱之為磷光。
熒光和磷光的產(chǎn)生涉及光子的吸收和再發(fā)射兩個(gè)過程。
1.激發(fā)過程
分子吸收輻射使電子能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)能級(jí),同時(shí)伴隨著振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。在分子能級(jí)躍遷的過程中,電子的自旋狀態(tài)也可能發(fā)生改變。應(yīng)用于分析化學(xué)中的熒光和磷光物質(zhì)幾乎都含有π→π*躍遷的吸收過程,它們部含有偶數(shù)電子。根據(jù)泡里不相容原理,在同一軌道上的兩個(gè)電子的自旋方向要彼此相反,即基態(tài)分子的電子是自旋成對(duì)的,凈自旋為零,這種電子都配對(duì)的分子電子能態(tài)稱為單重態(tài)(singlet state),具有抗磁性。當(dāng)分子吸收能量后,在躍遷過程中不發(fā)生電子自旋方向的變化,這時(shí)分子處于激發(fā)的單重態(tài);如果在躍遷過程中還伴隨著電子自旋方向的改變,這時(shí)分子便有兩個(gè)自旋不配對(duì)的電子,分子處于激發(fā)三重態(tài)(triplet state),具有順磁性。
2.發(fā)射過程
處于激發(fā)態(tài)的分子是不穩(wěn)定的,通常以輻射躍遷或無輻射躍遷方式返回到基態(tài),這就是激發(fā)態(tài)分子的失活(deactivation)。輻射躍遷的去活化過程,發(fā)生光子的發(fā)射,即產(chǎn)生熒光和磷光;無輻射躍遷的去活化過程則是以熱的形式失去其多余的能量,它包括振動(dòng)弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)換、系間跨越及外轉(zhuǎn)換等過程。