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第1章 分子光化学导论1

1.1分子轨道1

1.1.1 n轨道2

1.1.2 π轨道和π*轨道2

1.1.3 σ轨道和σ*轨道2

1.2电子激发态3

1.2.1激发态的电子组态3

1.2.2激发态的多重态4

1.2.3激发态的能量4

1.3激发态的产生5

1.3.1 Lambert-Beer定律5

1.3.2 Stark-Einstein定律5

1.3.3吸收光谱6

1.3.4选择定则6

1.4激发态的衰减7

1.4.1 Kasha规则7

1.4.2辐射跃迁7

1.4.3无辐射跃迁8

1.4.4能量传递8

1.4.5电子转移9

1.4.6化学反应9

1.4.7 Jablonski图解9

1.5光化学发展的趋势10

参考文献10

第2章 激发态的产生及其分子内物理衰变理论11

2.1激发态的产生及相关问题11

2.1.1构造原理11

2.1.2光和分子的相互作用13

2.1.3选择规则14

2.1.4跃迁及激发态的表示方法20

2.1.5单重态与三重态的性质比较21

2.1.6 n→π跃迁和π→π*跃迁23

2.1.7激发态与基态的性质比较27

2.1.8激发态的寿命30

2.1.9量子产率32

2.2激发态的衰变概述33

2.3辐射跃迁与光吸收的关系34

2.4荧光37

2.4.1荧光产生的条件37

2.4.2影响荧光的主要因素38

2.4.3荧光速率常数、强度、量子产率和荧光寿命41

2.4.4荧光光谱和斯托克斯频移43

2.4.5高级激发态发射的荧光45

2.5磷光46

2.5.1磷光的产生及磷光速率常数46

2.5.2磷光量子产率47

2.5.3磷光光谱48

2.5.4室温下液态溶液中的磷光48

2.6延迟荧光49

2.6.1 E型延迟荧光49

2.6.2 P型延迟荧光50

2.7激基缔合物和激基复合物51

2.7.1电荷转移络合物与电荷转移跃迁51

2.7.2激基缔合物及激基复合物的形成与特征52

2.8荧光技术的应用54

2.9非辐射跃迁理论55

2.10内转换57

2.10.1速率常数57

2.10.2量子产率59

2.11系间窜越59

2.12单分子过程的光物理动力学63

参考文献65

第3章 分子激发态能量转移与电子转移68

3.1分子激发态能量转移68

3.1.1引言68

3.1.2能量转移的基本理论69

3.1.3能量转移的典型实例84

3.1.4能量转移的研究方法88

3.2分子激发态电子转移96

3.2.1引言96

3.2.2电子转移的基本理论97

3.2.3电子转移的研究方法111

3.2.4能量转移与电子转移的对比124

3.3能量转移与电子转移的竞争125

3.3.1引言125

3.3.2双组分体系中的能量转移和电子转移125

3.3.3能量转移理论127

3.3.4电子转移过程129

3.3.5能量转移与电子转移的一般动力学处理129

3.3.6能量向多个激发态转移129

3.3.7能量转移与电子转移的竞争131

3.3.8能量转移与电子转移竞争的实例132

参考文献133

第4章 分子激发态反应动力学和超快过程研究147

4.1反应动力学基本原理147

4.1.1分子激发态的产生147

4.1.2激发态的失活途径148

4.1.3激发态能量传递与电荷转移151

4.2时间分辨光谱技术简介152

4.2.1飞秒时间分辨吸收153

4.2.2皮秒时间分辨荧光154

4.3酮缺陷和链间相互作用对聚芴类分子绿光发射的影响155

4.3.1非树状化聚芴薄膜和溶液中的发光行为156

4.3.2带芴酮缺陷聚芴PFN薄膜和溶液中的发光行为158

4.3.3树状化聚芴薄膜和溶液中的发光行为161

4.3.4芴酮缺陷和链间相互作用的协同效应162

4.4菌紫质光循环中视黄醛超快异构化过程164

4.4.1近红外区的全局拟合165

4.4.2激发态吸收 450nm动力学曲线的分析166

4.4.3基态漂白540nm动力学曲线的分析166

4.4.4光产物630nm动力学曲线的分析168

4.4.5可见区受激荧光710nm动力学曲线的分析168

参考文献169

第5章 光反应中间体及高级激发态的光化学175

5.1分步双激光技术与一般光化学方法176

5.2分步双激光技术的简介176

5.3激发态反应中间体的荧光光谱研究178

5.3.1自由基的荧光光谱178

5.3.2双自由基的荧光光谱182

5.3.3卡宾的发射光谱184

5.4激发态中间体的瞬态吸收186

5.5激发态中间体的单分子反应190

5.5.1单分子光裂解反应190

5.5.2分子内光裂解重排反应192

5.5.3单光子光电离194

5.6激发态反应中间体的分子间反应195

5.6.1氧与激发态自由基之间的反应195

5.6.2激发态自由基同烯烃的反应196

5.6.3激发态自由基同电子受体之间的反应197

5.6.4激发态自由基同电子给体之间的反应198

5.6.5卡宾的分子间反应199

5.7高级激发态201

5.7.1高级激发态——光物理202

5.7.2高级激发态的光化学214

5.8多光子过程理论222

5.8.1微扰方法222

5.8.2格林函数方法233

参考文献240

第6章 光氧化反应246

6.1引言246

6.1.1氧原子和氧分子的电子结构和化学活性246

6.1.2光氧化反应的分类248

6.2自动氧化反应249

6.2.1自动氧化反应的动力学249

6.2.2引发252

6.2.3链传递254

6.2.4链终止255

6.2.5抗氧化剂257

6.2.6多不饱和脂肪酸的自动氧化264

6.2.7支链反应270

6.2.8金属催化的自动氧化反应274

6.2.9氮氧自由基催化的自动氧化反应275

6.3单重态氧反应278

6.3.1单重态氧的基本性质278

6.3.2单重态氧的产生279

6.3.3单重态氧的化学反应283

6.3.4杂环化合物的单重态氧反应295

6.4电子转移光氧化反应309

6.4.1经激发态反应物与氧的CTC或经激发态反应物与基态氧的电子转移进行的光氧化反应310

6.4.2经基态反应物与单重态氧进行电子转移而进行的光氧化反应317

6.4.3光诱导电子转移反应323

6.4.4激发态电子受体敏化剂引发的光氧化反应325

6.5分子筛以及某些超分子体系中的光氧化反应355

6.5.1分子筛中的光氧化反应355

6.5.2其他超分子体系中的光氧化反应359

6.6与单重态氧反应有关的化学发光现象361

6.6.1过氧化物反应中产生的单重态氧的化学发光362

6.6.2产生化学发光的能量要求363

6.6.3二氧杂环丁烷体系的化学发光364

6.6.4其他CL体系370

6.6.5化学发光在分析化学中的应用374

6.7生物体系中的光氧化反应374

6.7.1 DNA的氧化损伤374

6.7.2蛋白质的氧化损伤382

6.7.3光化学疗法388

参考文献408

第7章 双键的异构化反应及其应用445

7.1碳-碳双键的异构化反应445

7.1.1一般理论分析445

7.1.2基态顺-反热异构化反应446

7.1.3光异构化或激发态异构化反应447

7.2氮-氮双键的异构化462

7.2.1偶氮苯类化合物463

7.2.2氨基偶氮苯类型463

7.2.3假1，2-二苯乙烯类型464

7.2.4偶氮苯的光异构化机制464

7.3碳-氮双键的异构化468

7.3.1含一个双键的异构化468

7.3.2碳-氮双键的单向光异构化469

7.3.3含两个碳-氮双键化合物的异构化470

7.4甲嵌衍生物的异构化反应471

7.5双键异构化的应用473

7.5.1离子识别473

7.5.2对映体的分离473

7.5.3光控蛋白和多肽的结构474

7.5.4光控树枝状化合物的定向药物输送474

7.5.5偶氮苯的异构化在光控分子机器中的应用475

7.5.6含偶氮苯衍生物的液晶材料的研究475

参考文献475

第8章 光环合加成反应理论和反应中间体的捕获478

8.1碳-碳双键之间的分步光环合加成反应478

8.1.1芳烃中碳-碳不饱和键的光环合加成反应480

8.1.2 α，β-烯酮的光环合加成反应483

8.2羰基和硫羰基参与的分步光环合加成反应486

8.3含碳氮双键化合物的分步光环合加成反应491

8.4协同光环合加成反应505

参考文献508

第9章 分子基光功能配合物的光化学与光物理513

9.1配合物中的电子激发态513

9.1.1配体内的电荷跃迁514

9.1.2金属中心的电荷跃迁514

9.1.3配体到配体的电荷跃迁514

9.1.4配体到金属的电荷跃迁515

9.1.5金属到配体的电荷跃迁515

9.1.6金属-金属到配体的电荷跃迁515

9.1.7其他类型的电荷跃迁515

9.2金属有机配合物的光取代反应机制516

9.2.1压力对光诱导取代反应的影响517

9.2.2 M（CO）4 （phen）和PR3的光诱导取代反应机制518

9.3光致发光的Pt（Ⅱ）多联吡啶配合物526

9.3.1多联吡啶Pt（Ⅱ）配合物的电子光谱528

9.3.2光致发光多联吡啶Pt（Ⅱ）配合物528

9.3.3光致发光多联吡啶Pt（Ⅱ）配合物的应用530

9.4 d10电子构型铜（Ⅰ）和金（Ⅰ）配合物的结构和光物理性质533

9.4.1 Cu（NN）+2和Cu（PP）+2类配合物534

9.4.2光致近紫外高能发射的Au2 （dcpm）2 （Y） 2 （Y=ClO 、PF-6 、CF3SO-3）配合物537

参考文献539

第10章 固体表面光催化反应549

10.1非均相光催化反应549

10.1.1基本概念549

10.1.2反应机制551

10.1.3反应过程动力学553

10.1.4反应影响因素556

10.2光催化剂561

10.2.1 TiO2的结构561

10.2.2能带弯曲和肖特基势垒564

10.3光催化剂的表面修饰567

10.3.1复合半导体568

10.3.2染料敏化572

10.3.3金属沉积573

10.3.4掺杂579

10.3.5多元化修饰技术582

10.3.6光催化剂的担载584

10.3.7量子点修饰586

10.4展望587

参考文献589