Способ исследования электронно-колебательных спектров многоатомных молекул в изотропных средах

Способ исследования электронно-колебательных спектров многоатомных молекул в изотропных средах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсних

Социалистических

Республик

Ф рн748284 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0605.78 (21) 2606551/18-25 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 150780, Бюллетень Ио 26

Дата опубликования описания 150780

С 01 и 21/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ц Д((535.37 (088. 8) (72) Авторы, изобретения

Л.А.Быковска вская, А.Т.Градвшко, К.Н,Соловьев, A.Ñ.Ñòàðóõéí и A.М.шульга (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики

АН Белорусской ССР 1 (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ

СПЕКТРОВ МНОГОАТОИНЫХ ИОЛЕКУЛ В ИЗОТРОПНЫХ

СРЕДАХ

Изобретение относится к области спектроскопии, и в .частности, к способам излучения колебательной структуры электронных спектров многоатомных молекул. S

Известен способ исследования электронно-колебательных спектров многоатомных молекул на основе использования монокристаллических систем

Шпольского j1j . Этот способ требует больших затрат времени в связи с трудностями выращивания монокристаллов и работы с ними, имеет ограниченную сферу применения в связи с неуниверсальностью эффекта Шпольс- 15 кого.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ исследования спектрально-люминесцентных характеристик веществ в изо- 29 тропных средах (2). По этому способ бу исследуемое вещество растворяют в растворителе, стеклующемся при низких температурах, охлаждают до гелиевых температур, возбуждают лю- 25 минесценцию образца узКомонохрома- тическим светом, регистрируют тонкоструктурный спектр люминесценции и по положению линий спектра опреде.ляют частоты колебаний молекул. 30

Этот способ требует меньших затрат времени и более универсален.

Однако он не позволяет получать информацию об ориентации моментов электронно-колебательных переходов, поскольку измеряются только скалярные характеристики (частота и интенсивность).

Цель изобретения — увеличение числа определяемых параметров. указанная цель достигается тем, что возбуждают люминесценцию образца линейно-поляризованным светом г регистрируют тонкоструктурный спектр через поляцизационное устрой- ство (анализатор) последовательно при различных ориентациях анализатора, по меньшей мере при двух ориентациях, по интенсивностям отдельных линий в этих спектрах определяют степень поляризации шоминесценции для каждой бесфоновой электронноколебательной линии и по известной формуле Левшина-Перрена определяют ориентацию моментов переходов для индивидуальных электронно-колебательных переходов .

На фиг. 1 изображена принципиальная схема экспериментальной установки; на фиг. 2 — участок тонкострук748204 туного спектра флуоресценции октаэтилпорфина при двух ориентациях поляроида-анализатора: а) анализатор пропускает вертикально поляризованный свет интенсивностью Jz> б) анализатор пропускает горизойтально поляризованный свет интенсивностью

Пример 1. Незамещенный хлорин (дигидропорфин) растворяют в стеклующейся смеси толуол-диэтияовый эфир (1:2), помещают в оптический гелиевый криостат 1 и охлаждают до

4,2ОК. Возбуждают флуоресценцию светом Не-Ne-лазера 2 мощностью 5 мвт, длина волны которого (А = 6828 А) попадает в область О-О-полосы погло щения хлорида, возбуждающий свет поляризуют с помощью поляризатора 3.

Тонкоструктурные -спектры регистрируют с помощью спектрометра 4, перед входной щелью которого устанавливают поляризационное устройство — анализатор 5, который служит для выделения в излучаемом световом потоке составляющей электрического вектора по данному направлению. Записывают тонкоструктурный спектр флуоресценции при двух ориентациях анализатора 5, соответствующих вертикальной (2) и горизонтальной (Х) поляризации света, выходящего из анализатора. По спектрограммам определяют интенсивности бесфоновых электронно-колебательных линий Jz u Jxi степень поляризации определяют как Р=

Х вЂ” дли неидол линии и отдель Õ Х ности. По формуле Левшина-Перрена легко определяется угол о между моментами переходов для О-О-йерехода и данного вибронного перехода. В частности, если P = +0,5, то электронно-колебательный переход поляризован параллельно чисто электронному переходу, а если P = -0,33, то перпендикулярно ему. Из результатов, измерений следует, что для частот хлорина 156, 290, 809, 723, 746, 965, 984, 1368 см электронно-колебательный переход параллелен О-О-переходу, а для частот 740 и 1607 см " перпендикулярен ему. В первом случае колебания относятся к типу симметрии А„ (полносимметричные колебания), во втором — к типу В, (неполносимметричные колебания ).

Пример 2. Октаэтилпорфин растворяют в хлороформе и вносят в раствор полистирола в хлороформе.

Хлороформ медленно испаряют и получают полимерную пленку, прокрашенную октаэтилпорфином, которая служит образцом для исследования. Образец помещают в оптический гелиевый: криостат и возбуждают флуоресценцию светом квазинепрерывного лазера на красителе ()(= 6190 А); накачиваемо го светом азотного лазера. Остальспектра.

55.

Формула изобретения

1. Способ исследования электронноколебательных спектров многоатомных молекул в изотропных средах, включающий формирование образца путем растворения исследуемого вещества в растворителе, стеклующемся при низких температурах, охлаждение до бО

65 ные операции те же, что и в примере 1. На фиг. 2 показан участок спектра тонкоструктурного флуоресценции октаэтилпорфина, соответствующий значениям колебательных час5 тот 1550-1625 см при двух положениях анализатора. На фиг. 2 видно, что для колебания с частотой

1595 см J< r J, т.е. степень поляризации отрицательна, и соответствующий электронно-колебательный переход поляризован перпендикулярно чисто электронному. Для остальных трех колебаний Jz ) J, т.е. степень поляризации положительна, что свидетельствует о параллельной ориента-.

15 ции моментов переходов данных вибронных переходов и О-О-перехода.

Способ исследования спектров многоатомных молекул в изотропных средах позволяет измерять векторные

2О характеристики излучения для отдельных бесфоновых линий и таким образом получать информацию об ориентации моментов индивидуальных электронноколебательных переходов, проявляющихся в спектрах флуоресценции, поглощения и фосфоресценции молекул исследуемых веществ, что позволяет судить о свойствах и симметрии нормальных колебаний молекул в различных электронных состояниях.

При возбуждении в области О-0-перехода 5 -д. S< и измерении степени поляризации для отдельных линий флуоресценции получают данные о поляризации вибронных переходов с испусканием света, т.е. о свойствах и симметрии нормальных колебаний основного состояния, активных в спектрах флуоресценции. Аналогично, возбуждение в области О-О-перехо40 да S T и измерение степени поляризации для отдельных линий фосфоресценции дает данные о свойствах нормальных колебаний основного сос- . тояния, активных в спектрах фосфоресценции. При возбуждении в области данного вибронного перехода и измерении степени поляризации

0-О-линии (либо в канале S - S либо Т1 - . 8 ) получают сведения о свойствах и симметрии нормальных колебаний возбужденных состояний 5„или Т1 .

Таким образом, способ существенно расширяет объем информации, получаемой при,исследовании молекулярного

748204

Составитель Д. Бакланов

Редактор Т.Орловская Техред М. Кузьма Корректор E.Ïaïï

Заказ 4224/29 Тираж 10 19 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )Х-35, Раушская наб., д.. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, 4 галиевых температур, возбуждение люминесценции образца уэкомонохроматическим светом и регистрации тонкоструктурного спектра люминесценции, отличающийся тем, что, с целью расширения спектра люминесценции, увеличения числа определяемых параметров, возбуждают люминесценцию образца .линейно-поляризованным светом, регистрируют тонкоструктурный спектр через поляризационное устройство»анализатор последовательно при .различных ориентациях анализатора, по меньшей мере двух ориентациях, по интенсивностям отдельных линий в этих спектрах определяют степень поляризации люминесценции для каждой бесфоновой электронно-колЕбательной линии и определяют ориентацию моментов переходов для индивидуальных электронно-колебательных переходов.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что угол между на- правлениями ориентации анализатора

5,составляет 90 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Chem Phys Lett, 1975, v 35, р 410. M. Lamotte, А.И. Merbe, Jonssot-Dubien, F, 0upuy . Multip1et structure of the emission banels .of coronene and perylene in n-nqp-

tane single crystals.

2. Персонов Р.И. и др. Возникновение тонкой структуры в спектрах флуоресценции сложных молекул при лазерном возбуждении. Письма в ЖЭТФ, 1972, т. 15, 10, с. 609 612 (прототип)