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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