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简答题染料受光激发后能量是如何进行转化的?
  • 光照对染料产生的影响可以从染料分子中电子结构及能量变化的情况来解释。当一个染料分子吸收一个光子的能量后,将引起分子的外层价电子由基态跃迁到激化态。按结构的不同,染料分子在不同波长光波的作用下可以发生不同的激化过程,有π→π*、n→π*、CT(电荷转移)、S→S(单线态)、S→T(三线态)、基态→第一激发态和基态→第二激化态等。单线态的基态写作S0,第一和第二激化单线态分别写作S1和S2。相应的三线态则以T0、T1、T2表示。
    在激化过程中,染料分子被激化成各种振动能级的电子激化态,它们的振动能级会迅速降低,将能量转化为热而消散,这种降低能级的过程称为振动钝化。在振动钝化过程中,振动能级低的S2激化态也会转化成为振动能级较高的S1激化态,并继续发生振动钝化。这样,原来能级较高的S2激化态迅速转化为最低振动能级的S1激化态。等能量相交条件下的S2、S1电子能态之间的转化不包含电子自旋多重性的变化,被称为内部转化。单线态和三线态之间也会发生转化,从S1转化成T1激化态。这种伴有电子自旋多重性变化,在等能量相交条件下的电子能态转化叫做系间窜越。由于受电子自旋选律的“禁戒”,系间窜越的速率一般是比较低的。
    激化的染料分子与其他分子间发生光化学反应,导致了染料的光褪色和纤维的光脆损。
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