Кіріспе
Фотохимия заңы Каша ережесі - электроникалық қозғайтын молекулалардың фотохимиясындағы принцип. Ережеде фотонның эмиссиясы (флюоресценция немесе фосфоресценция) белгілі бір көптіктің ең төменгі қозған күйінен ғана айтарлықтай өнімділікпен пайда болады деп айтылған. Ол 1950 жылы ұсынған американдық спектроскоп Майкл Кашаның есімімен аталған.
Kasha's rule is a principle in the photochemistry of electronically excited molecules. The rule states that photon emission (fluorescence or phosphorescence) occurs in appreciable yield only from the lowest excited state of a given multiplicity. It is named after American spectroscopist Michael Kasha, who proposed it in 1950.
Сипаттама және түсіндірме
Бұл ереже қозғайтын молекуланың эмиссиялық спектрін түсіну үшін маңызды. Фотонды сіңірген кезде, оның электронды негізіндегі молекула (оның S0 деп белгіленуі, синглеттік күйді болжамдау) фотонның толқын ұзындығына байланысты жоғары электронды күйлердің кез келген жиынтығына қоздырылуы мүмкін (n> 0 болған жерде Sn деп белгіленеді). Алайда, Каша ережесіне сәйкес фотондар эмиссиясы (S күйінде флуоресценция деп аталады) ең төменгі қозылған күйден, S1 -ден ғана елеулі шығымдылық күтіледі. Тек бір ғана күйдің эмиссияны беретіндігі күтілетіндіктен, ережеге сәйкес келетін нұсқа: эмиссия толқын ұзындығы қоздыру толқын ұзындығынан тәуелсіз. Бұл ережені виброникалық ауысулар үшін Франк-Кондон факторларымен түсіндіруге болады. Дәрелістік және электронды кванттық сандары бойынша айырмашылықты көрсететін энергия деңгейлерінің берілген жұбы үшін Франк-Кондон коэффициенті олардың тербелістік толқын функциялары арасындағы үсті-үстіне түсу дәрежесін білдіреді. Қатысуы неғұрлым үлкен болса, молекула жоғарыдан төменгі деңгейге неғұрлым тез ауыса алады. Екі жұптың арасындағы үсті-үстіне түсу екі тербеліс деңгейі энергия жағынан жақын болған кезде ең үлкен болады; бұл электрондық күйлердің тербеліссіз деңгейлері өтпелілікпен (ері тербеліс кванттық саны v нөл) қосылған кезде болады. Көптеген молекулаларда, қозғайтын күйлердің тербеліссіз деңгейлері бір-біріне жақын орналасқан, сондықтан жоғары күйдегі молекулалар флуоресценция жасауға уақыт болмас бұрын ең төменгі қозғайтын күйге, S1 жетеді. Алайда, S1 мен S0 арасындағы энергиялық алшақтық үлкен, сондықтан бұл жерде флуоресценция пайда болады, өйткені ол енді ішкі конверсиямен (IC) кинетикалық бәсекелеседі. Каша ережесіне ерекшеліктер қозылған күйлер арасында үлкен энергиялық алшақтықтар болған кезде пайда болады. Азуленнің мысалы: классикалық түсіндірме бойынша S1 және S2 күйлері бір-бірінен жеткілікті алыста орналасқандықтан, флуоресценция көбінесе S2 түрінен байқалады.
Вавиловтың ережесі
Каша ережесінің бір түйіні - Вавилов ережесі, онда люминесценцияның кванттық өнімділігі қозу толқын ұзындығынан тәуелсіз екендігі айтылған. Бұл жоғары күйдегі молекулалардың радиациялық емес ең төменгі қоздырғыштық күйге жетуі үшін Каша ережесінің әсерінен болатын үрдісі ретінде түсінілуі мүмкін. Бұл ретте де ерекше жағдайлар бар: мысалы, бензол буы.