荧光产生的机理(含图）

荧光产生的机理

分子吸收光能使一个电子从较低能级跃迁到较高能级，从而使得分子到达高能的激发态，高能不稳定的激发态分子容易以各种形式失掉过量的激发能，重新回到低能和稳定的状态，这一过程称为激发态的失活或衰变过程。Jablonski (雅布隆斯基) 图 (图1-4) 用来表示分子的激发和失活过程。可以看出，激发态分子通常通过两种途径失活回到基态S0，即辐射跃迁和非辐射跃迁。辐射跃迁是通过释放光子的形式从高能态失活回到低能状态的过程，包括荧光和磷光两个过程，是光吸收的逆过程；非辐射跃迁包括内转换(IC)、系间穿越(ISC)和振动驰豫(VR)等过程。

荧光是辐射跃迁的一种，是物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时的弛豫现象。当荧光分子吸收激发能后，电子从基态S0 (通常为自旋单线态) 到达第一激发单线态的高振动能级Sm,处于激发态Sm高振动能级的电子经过非常快的振动驰豫跃迁到Sm的**振动能级，然后通过内转换过程无辐射跃迁至多重性相同且能量较低的激发态S1，然后经过辐射跃迁释放能量回到基态S0，产生荧光。绝大部分荧光源自S1的**振动能级，其产生的反应过程为：

分子产生荧光的最基本条件是：分子吸收光子发生多重性不变的跃迁时所吸收的能量小于断裂其最弱的化学键所需的能量。除此之外，分子产生荧光还受多种其它因素的影响，如：荧光基团、荧光助色团、增大π共轭结构、提高分子刚性、重原子效应、降低体系的温度等等。