اللمعان، وهو انبعاث الضوء من مادة امتصت الطاقة، هو عملية تتضمن تفاعل الجزيئات مع الضوء. يُعتبر مخطط مستوى الطاقة، ما يُعرف بمخطط جابلونسكي، هو تمثيل رسوميًا لهذه التفاعلات، حيث يوضح الحالات المختلفة والانتقالات التي يمكن أن تخضع لها الجزيئات. في مخطط جابلونسكي النموذجي، يمثل الخط الأفقي الأدنى طاقة الحالة الأساسية للجزيء، والتي عادة ما تكون حالة مفردة. تمثل هذه الحالة طاقات معظم الجزيئات في محلول في درجة حرارة الغرفة. تمثل الخطوط العلوية مستويات الطاقة الاهتزازية لثلاث حالات إلكترونية مثارة: الحالة المفردة الإلكترونية الأولى والثانية، والحالة الثلاثية الإلكترونية الأولى.
ترتبط كل من هذه الحالات الإلكترونية الأربع بمستويات طاقة اهتزازية عديدة. يمكن أن تحدث انتقالات الامتصاص من الحالة الإلكترونية المفردة الأرضية إلى مستويات اهتزازية مختلفة للحالات الإلكترونية المفردة المثارة. يتضمن الانتقال الثلاثي تغييرًا في التعددية، لذا فإن احتمال حدوثه منخفض جدًا. يمكن للجزيء المثار أن يعود إلى حالته الأساسية من خلال عدة خطوات ميكانيكية. تتضمن اثنتان من هذه الخطوات، الفلورية والفوسفورية، انبعاث فوتون، في حين أن الخطوات الأخرى هي عمليات خالية من الإشعاع. المسار المفضل للحالة الأساسية هو المسار الذي يقلل من عمر الحالة المثارة. لذلك، إذا كان التعطيل بالفلورية سريعًا مقارنة بالعمليات غير الإشعاعية، فسيتم ملاحظة الانبعاث الفلوري. وعلى العكس من ذلك، إذا كان المسار غير الإشعاعي أكثر كفاءة، فإن الفلورية تكون غائبة أو أقل كثافة.
تفقد الجزيئات المثارة إلى الحالات الإلكترونية المفردة الأولى والثانية بسرعة أي طاقة اهتزازية زائدة وتسترخي إلى مستوى الاهتزاز الأرضي لتلك الحالة الإلكترونية، من خلال عملية غير إشعاعية تسمى الاسترخاء الاهتزازي. يصف مصطلح التحويل الداخلي العمليات بين الجزيئات التي تترك الجزيء في حالة إلكترونية منخفضة الطاقة دون انبعاث الإشعاع. هذه العمليات ليست محددة جيدًا ولا مفهومة جيدًا ولكنها غالبًا ما تكون عالية الكفاءة. يمكن أن يحدث التحويل الداخلي بين حالتين من نفس التعدد (أحادي-أحادي أو ثلاثي-ثلاثي)، خاصة عندما يكون مستويان للطاقة الإلكترونية قريبين بدرجة كافية ليكون هناك تداخل في مستويات الطاقة الاهتزازية.
إن العبور بين الأنظمة، وهو عملية تعطيل أخرى، يُمثل انتقالًا بين حالات إلكترونية ذات تعدد مختلف. وكما هو الحال مع التحويل الداخلي، فإن احتمال العبور بين الأنظمة يزداد إذا تداخلت مستويات الاهتزاز للحالتين. يُعد العبور بين الأنظمة هو الأكثر شيوعًا في الجزيئات التي تحتوي على ذرات ثقيلة، مثل اليود أو البروم، بسبب زيادة التفاعلات الدورانية والمدارية.
تشمل عمليات الاسترخاء الاهتزازي، والتحويل الداخلي، والتحويل الخارجي، والعبور بين الأنظمة كلها أشكال من أشكال إبطال التنشيط غير الإشعاعي حيث تفقد الجزيئات المثارة الطاقة دون انبعاث فوتون. من ناحية أخرى، تنطوي الفلورية والفوسفورية على انبعاث فوتون. وفي كلتا الحالتين، يعود الجزيء إلى حالة إلكترونية ذات طاقة أقل، ولكن الفرق يكمن في تعدد الحالات المشاركة وعمر الحالة المثارة. باختصار، تُعد عمليات التعطيل في اللمعان معقدة وتنطوي على مزيج من الانتقالات الإشعاعية وغير الإشعاعية. ويمكن أن تؤثر كفاءة هذه العمليات بشكل كبير على الخصائص اللمّاعة المرصودة للمادة.
From Chapter 12:
Now Playing
Introduction to Molecular Spectroscopy
505 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
1.8K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
1.3K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
929 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
2.8K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
2.4K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
1.3K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
1.2K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
990 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
1.7K Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
573 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
386 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
340 Views
Introduction to Molecular Spectroscopy
484 Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved