نقل الشحنة بين الجزيئات

نقل الشحنة بين الجزيئات
نقل الشحنة بين الجزيئات
Anonim

كان نقل الإلكترونات بين مناطق مختلفة من نفس النظام الجزيئي من أكثر العمليات التي تمت دراستها في الكيمياء الضوئية. تتميز هذه العملية المسماة نقل الشحنات الجزيئية (ICT) بزيادة العزم ثنائي القطب في الحالة المثارة. يمكن لهذه الأنظمة الجزيئية ، بشكل عام ، أن تنبعث من حالتين إلكترونيتين مضان. الأول ينشأ من إثارة الجزيء ويعرف باسم الانبعاث الأصلي للحالة المفردة. (أنت). يتم إنشاء الثانية (ICT) من هذه الحالة الأولى ولها كسب ثنائي القطب أعلى من حالة LE. يوضح الشكل أدناه مخططًا لهذه الحالات الإلكترونية لنظام جزيئي يعرض هذه العملية.

صورة
صورة

مخطط الدول الإلكترونية LE و ICT مع امتصاص وانبعاثات كل منهما.

تم الإبلاغ عن أول ملاحظة لنظام يتضمن نقل الشحنة بين الجزيئات في عام 1955 بما في ذلك نظام 4- (Dimethylamino) benzonitrile (DMABN) ، والذي كان منذ ذلك الحين أحد أكثر الأنظمة التي تمت دراستها في الأدبيات حول هذا الموضوع. بالنسبة لهذا النظام ، تحدث عملية نقل الرسوم من مجموعة NR (مانح الشحن) نحو مجموعة CN (المسؤول عن الشحن). يوضح الشكل أدناه التركيب الجزيئي لـ DMABN.

صورة
صورة

التركيب الجزيئي لـ 4- (ديميثيلامينو) بنزونيتريل (DMABN)

حزام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات يمكن تشكيله بمعلمات مختلفة مثل: المذيب واللزوجة والضغط ودرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر هذه العصابات أيضًا عندما تكون في وجود أنظمة بيولوجية وأيونات غير عضوية.

يوضح الشكل أدناه سلوك نطاقات الانبعاث لحالات ICT و LE لشبكة DMABN مع المذيب.

النطاق الذي يصدر أطول طول موجي (رقم موجة أقل) يتوافق مع انبعاث حالة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات التي يُفضل موضعها وشدتها في الفلورة في المذيبات القطبية مثل الأسيتونتريل.

من ناحية أخرى ، فإن أفضل نطاق موجي (LE) لا يتغير عمليا بسبب طبيعة المذيب.

صورة
صورة

طيف مضان لـ DMABN في مذيبات مختلفة (1) الهكسان ، (2) ثنائي بيوتيل الأثير ، (3) ثنائي إيثيل الأثير ، (4) كلوريد البوتيل ، (5) أسيتونيتريل.

طالما كان وفرة من الدراسات التي تنطوي على نقل الشحنة بين الجزيئات ، تم اكتشاف أن حالة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات يمكن أن تتشكل أيضًا في الحالة الأرضية. في هذه الحالات ، يتميز امتصاص هذه الحالة بشريط طويل غير منظم ، والذي يتم تحويله إلى منطقة الطاقة المنخفضة للطيف (الانزياح الأحمر) مع زيادة قطبية المذيب.

عندما تنخفض القطبية ، تكون هذه الحالة غير مواتية ويكون النطاق كذلكينتقل إلى منطقة الطاقة الأعلى (التحول الأزرق).

يوضح الشكل أدناه التركيب الجزيئي لبعض المركبات المشتقة من الأكريدين التي تظهر نقل الشحنة في الحالة الأرضية.

صورة
صورة

بنية بعض مشتقات أكريدين التي تظهر نقل الشحنة في الحالة الأرضية.

بالإضافة إلى وجود نطاق نقل الشحنة بين الجزيئات للحالة الأرضية ، تُظهر المشتقات acridinic أيضًا انبعاث حالة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. يوضح الشكل أدناه اعتماد هذه المشتقات الأكريدينية على قطبية المذيب.

صورة
صورة

انبعاث مشتقات أكريدينيك في المذيبات التالية: ميثيل سيكلوهكسان ، بيوتيل إيثر ، رباعي هيدرو فوران وبوتيرونيتريل (من أعلى رقم موجي إلى أقله).

موضوع شعبي