Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Диаграмма электронных состояний молекулы
Diagram of the electronic states of a molecule
В молекулярной спектроскопии диаграмма Яблонского – это схема, иллюстрирующая электронные состояния и часто вибрационные уровни молекулы, а также переходы между ними. Состояния располагаются вертикально по энергии и группируются горизонтально по кратности спина. Нерадиационные переходы обозначаются волнистыми стрелками, а радиационные переходы – прямыми стрелками. Основные вибрационные состояния каждого электронного состояния указываются толстыми линиями, а более высокие вибрационные состояния – тонкими линиями. Схема названа в честь польского физика Александра Яблонского, который впервые предложил её в 1933 году.
In molecular spectroscopy, a Jablonski diagram is a diagram that illustrates the electronic states and often the vibrational levels of a molecule, and also the transitions between them. The states are arranged vertically by energy and grouped horizontally by spin multiplicity. Nonradiative transitions are indicated by squiggly arrows and radiative transitions by straight arrows. The vibrational ground states of each electronic state are indicated with thick lines, the higher vibrational states with thinner lines. The diagram is named after the Polish physicist Aleksander Jabłoński who first proposed it in 1933.
Переходы
Когда молекула поглощает фотон, энергия фотона преобразуется и увеличивает внутреннюю энергию молекулы. Аналогично, когда возбужденная молекула высвобождает энергию, она может делать это в форме фотона. В зависимости от энергии фотона это может соответствовать изменению колебательного, электронного или вращательного энергетического уровня. Изменения между этими уровнями называются "переходами" и отображаются на диаграмме Джаблонского. Радиационные переходы включают в себя либо поглощение, либо излучение фотона. Как упоминалось выше, эти переходы обозначаются сплошными стрелками, начало которых находится на начальном энергетическом уровне, а конец – на конечном. Нерадиационные переходы происходят посредством нескольких различных механизмов, каждый из которых обозначен по-своему на диаграмме. Релаксация возбужденного состояния до его самого низкого колебательного уровня называется колебательной релаксацией. Этот процесс включает в себя рассеивание энергии от молекулы в окружающую среду и, следовательно, не может происходить для изолированных молекул. Второй тип нерадиационного перехода – внутреннее превращение (IC), которое происходит, когда колебательное состояние электронно-возбужденного состояния может взаимодействовать с колебательным состоянием более низкого электронного состояния. Затем молекула может дополнительно релаксировать посредством колебательной релаксации. Третий тип – интеркомбинационная конверсия (ISC); это переход в состояние с иной кратностью спина. В молекулах с сильным спин-орбитальным взаимодействием интеркомбинационная конверсия гораздо более важна, чем в молекулах, демонстрирующих лишь слабое спин-орбитальное взаимодействие. За ISC может следовать фосфоресценция.
When a molecule absorbs a photon, the photon energy is converted and increases the molecule's internal energy level. Likewise, when an excited molecule releases energy, it can do so in the form of a photon. Depending on the energy of the photon, this could correspond to a change in vibrational, electronic, or rotational energy levels. The changes between these levels are called "transitions" and are plotted on the Jablonski diagram. Radiative transitions involve either the absorption or emission of a photon. As mentioned above, these transitions are denoted with solid arrows with their tails at the initial energy level and their tips at the final energy level. Nonradiative transitions arise through several different mechanisms, all differently labeled in the diagram. Relaxation of the excited state to its lowest vibrational level is called vibrational relaxation. This process involves the dissipation of energy from the molecule to its surroundings, and thus it cannot occur for isolated molecules. A second type of nonradiative transition is internal conversion (IC), which occurs when a vibrational state of an electronically excited state can couple to a vibrational state of a lower electronic state. The molecule could then subsequently relax further through vibrational relaxation. A third type is intersystem crossing (ISC); this is a transition to a state with a different spin multiplicity. In molecules with large spin orbit coupling, intersystem crossing is much more important than in molecules that exhibit only small spin orbit coupling. ISC can be followed by phosphorescence.