Wstęp Teoretyczny

Energia dostarczona cząsteczce może być magazynowana na różne sposoby ,energia może wprowadzić cząsteczkę w ruch obrotowy  mamy wtedy do czynienia z rotacją ,następnie mogą też występować ruchy drgające czyli oscylacje oraz dostarczona energia może być wykorzystana do wzbudzenia elektronowego. Poziomy  rotacyjne  w cząsteczkach są położone bardzo blisko siebie , więc nie można ich rozróżnić i mogą być zaniedbane w analizie , poziomy energetyczne dla oscylacji są znacznie większe i można je rozróżnić, energia dla rotacji jest znacznie mniejsza niż dla oscylacji ,najmniejsza energii  przypada na ruchy translacyjne , energia  oscylacji , rotacji i wzbudzenia elektronowego ulega zmiana w sposób nie ciągły przez pochłonięcie lub oddanie określonych kwantów energii, energia translacja ulega ciągłym zmianą .Na podstawie pochłaniania i emisji kwantów energii czyli ,możemy uzyskać różne informacje na temat badanej cząsteczki, zjawiskami opisanymi wyżej zajmuje się spektroskopia molekularna .

Podstawowe zjawiska z  jakimi mamy do czynienia w Spektrofluorymetri możemy opisać za pomocą diagramu Jabłońskiego, diagram ten obrazuje  procesy : absorpcji  , fluorescencji i fosforescencji czyli przejść promienistych , oraz konwersji wewnętrznej i przejścia interkombinacyjne  czyli przejścia bezpromieniste. Cząsteczka w stanie podstawowym po zaadsorbowaniu promieniowania elektromagnetycznego może przejść na wyższe stany wzbudzenia, przejście elektronowe jest bardzo szybkie rzędu 10-13s , następnie cząsteczka oddaje nadmiar energii oscylacyjnej  poprzez  przejścia bezpromieniste  w zderzeniach i schodzi do poziomu zerowego oscylacyjnego w pierwszym stanie wzbudzonym, a następnie powraca do poziomu podstawowego w sposób promienisty czyli emitując kwant światła(fluorescencja).Mogą też występować przejścia  o różnej multipletowości (ISC) oraz fosforescencja  są to przejścia wzbronione dlatego tez ich intensywność jest mniejsza niż  dla przejść dozwolonych.

Diagram Jabłońskiego

Schemat poziomów energetycznych   dla  absorpcji i emisji

Na powyższym schemacie możemy zauważyć że widma absorpcji i emisji nie nakładają się , jest to spowodowane tym że energia wzbudzenia cząstki i energia emisji jest różna . Absorpcja może zachodzić z różnych poziomów oscylacyjnych stanu podstawowego na dowolny poziom oscylacyjny stanu wzbudzonego , emisja może zachodzić tylko  z zerowego poziomu  oscylacyjnego pierwszego poziomu wzbudzonego  , więc jedno przejście (0 – 0 ) ma taka sama energie , reszta przejść dla absorpcji i emisji ma różną energie wiec widma dla tych dwóch zjawisk nie pokrywają się , ponieważ długość fali zależy od energii a energia dla emisji jest mniejsza od energii przejść dla absorpcji dlatego też widmo  jest przesunięte w stronę fal dłuższych. Kształty pasma absorpcji i emisji często są swoimi odbiciami lustrzanymi.

Obliczenia energii dla przejścia  0 – 0

Energia dla przejścia 0 – 0 wynosi 3,28eV

Schemat  dla emisji przy różnych wartościach fali wzbudzenia. l = 365 nm ,340 nm , 325nm

Kolor różowy pasma -  długość fali wzbudzenia  równa  365nm

Kolor czerwony pasma - długość fali wzbudzenia  równa  340nm

Kolor niebieski pasma - długość fali wzbudzenia  równa  325nm

Na podstawie tego widma możemy zauważyć że nie zmienia się położenie maksimów przy których następuje emisja  w zależności od długości fal wzbudzenia , można to łatwo wytłumaczyć na podstawie diagramu Jabłońskiego .Położenie maksimów emisji odpowiada energii przejścia elektronowego,  fale o różnej długości niosą różną energie , dla fal krótkich energia ta jest większa niż dla fal długich. Gdy wzbudzamy cząstkę falą o dużej energii przechodzi ona w stan wzbudzony a im większa  energia tym wzbudzenie większe , ale żeby mogła zajść fluoroescencja  cząstka musi powrócić z wyższego stanu wzbudzenia(S2,S3) do stanu S1v0

Dlatego też nieważne jak dużą energią wzbudzimy cząstkę  fluorescencja i tak zawsze zachodzi z tego samego poziomu energetycznego więc , wartości długości fal dla poszczególnych maksimów

emisji nie zmieniają się. Na podstawie tego schematu możemy tez zauważyć że maleje intensywność wraz ze wzrostem energii fali wzbudzającej, może to być spowodowane tym że pod wpływem większej energii wzbudzenia następuje przejście elektronowe na wyższy stan wzbudzenia  w związku  z czym rośnie prawdopodobieństwo że cząstka może przejść do stanu podstawowego na różne sposoby  , mogą zajść przejścia interkombinacyjne  a następnie  może zajść fosforescencja lub konwersja wewnętrzna , zjawiska zmniejszają  prawdopodobieństwo zajścia fluoroescencji.