五 激发态的猝灭和其他性质

上节已经谈到过单线态传能过程,如 ABC(S1)+D(S0)→ABC(S0)

+D(S1)如果选定的 D 所起的作用是加速电子激发态衰变到基态的过程, 则称 D 为猝灭剂,猝灭剂在减缓物质的光致变性(如光老化、光氧化等) 方面有很大的实用价值。在改变激发态分子的各能量耗散途径的分额方面也有意义。

猝灭过程不仅可以发生于单重态,也可以发生于三重态。

由于猝灭过程通常是一种双分子过程,亦即其反应速度不仅与激发态分子的浓度有关,而且与猝灭剂的物种和浓度也有关。

从上式看,ABC 分子通过与 D 的碰撞把能量传递给了 D。可简化为

ABC*+D→ABC+D*

右上角的“*”号表示分子处于激发态。不难看出,从 ABC*来看,这是一个猝灭过程,但从 D 来看,这却是一个敏化过程。对于 D 本身不能吸收的光来说,如果找到能吸收此光的 ABC 分子同时它又具有将激发能传递

给 D 的性质时,敏化过程将是十分有意义的。它不仅可以充分利用给定的光源,而且通过敏化的专一性,可以抑制或强化某些过程。

分子处于激发态时,分子结构(核几何)将发生变化,从而使得其极性、酸碱性均可能与基态时有所不同。下面的几例异构化反应是比较突出的例子,已有人试图利用这类异构化反应的

可逆性将它们用作一种光控基团,通过光致变化后分子构型、极性、离子性等的改变去强化另一些用作功能基团的分子的作用。一般称为光应答或光控体系,这在模拟生物过程,改进色谱分离的灵敏度等方面已有不少成功之例。限于篇幅,此处从略。