Transcript photochem_vol_3

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）