Springen naar inhoud

Quantummechanica


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 maart 2006 - 14:22

Halo, ik doe voor NA een po over fluorescentie, en heb daar een paar vraagjes over.
ten eerste: wat is quenching? Bijv. fluorescerende werking van tonic, als je zout toevoegd neemt de fluorescerende werking beduidend af. Maar hoe verloopt dit proces nou precies, en hoe kan je dat uitleggen met bijv. jablonski diagram ?

Ten tweede: Een atoom kan zich in verschillende gespannen toestanden bevinden. Mijn leraar zei: ja bij fluorescentie valt een atoom niet gelijk terug naar de grondstatus, maar in stappen. Maar dat is toch niet helemaal waar. Het is niet zo dat het opeens in een andere gespannen toestand komt, daar gaan vibrational relaxation en internal crossing toch aan vooraf? En hoe kan ik eigenlijk weten in welk niveau een atoom terecht komt (of is dat allemaal te moeilijk of te vaag)? Hoeveel van die niveaus zijn er nou precies. En waar ligt het aan of een molecuul na fluorescentie in het nulde vibrational niveau belandt, het 1e ,2e enz.?

Een hoop vragen, maar ik zit dus met een paar onduidelijkheden, ik hoop dat jullie mij daar antwoord op kunnen geven? ??

N. claassen

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

bteunissen

    bteunissen


  • >1k berichten
  • 1122 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 maart 2006 - 16:36

Hallo Nielles,

Welkom op het forum! (zo heb ik dat ook een keertje gezegd :P)

Ten eerste: ik heb bewondering voor je dat je zóveel vragen in zó weing tekst kwijt kan! Hopelijk kan ik er een paar voor je beantwoorden. ;)

Quenching betekend letterlijk `onderdrukken´. Dat wil zeggen dat de fluorescentie van een molecuul onderdrukt wordt waardoor deze niet meer plaatst vindt of niet meer zichtbaar is. Het kan bijvoorbeeld zo zijn dat een molecuul in aangeslagen toestand niet terug valt naar de grondtoestand (fluorescentie) maar zijn energie afstaat aan een ander molecuul (de quencher). Deze moet vervolgens natuurlijk zijn ontvangen energie kwijt raken. Dit gebeurt (meestal) stralingsloos, wat wil zeggen dat het molecuul zijn energie kwijt raakt door beweging en afstaan van warmte. De quencher kan zijn energie ook kwijt raken d.m.v fosforescentie. In je fluorescentie meting zie je dit dan vaak niet doordat dit licht later vrij komt en bij een langere golflengte.
Het stralingsloos verliezen van energie wordt in een Jablonski diagram weergegeven met een golvend lijntje.

Geplaatste afbeelding

Bovenstaand zie je een lekker simpele Jablonski Diagram. De pijl naar boven: het absorberen van licht door het molecuul. Oftewel: het molecuul wordt aangeslagen van de S0 (de grondtoestand) naar de S1(de eerste aangeslagen toestand) of de S2 of Sn. Eigenlijk wordt het molecuul niet aangeslagen naar het laagste niveau van de S1 maar naar een vibratieniveau binnen de S1. Voordat de fluorescentie plaats vind er inderdaad vibrationele relaxatie/interne conversie plaats naar het laagste energie niveau van de S1. Dus ook van de S2 of S3 vind er relaxatie plaats naar het laagste energie niveau van de S1! Vervolgens kan de overgang naar de S0 stralingsloos plaats vinden of door uitzending van een foton (fluorescentie). Deze relaxatie kan dan plaats vinden naar de verschillende vibratie niveaus van de S0.

En of bij absorptie van licht het molecuul wordt aangeslagen naar de S1 of de S2? Dat is helemaal afhankelijk van ten eerste de golflengte (en dus de energie) waarmee het molecuul wordt aangeslagen en de aanwezigheid van een niveau hoger dan de S1! Je kan je voorstellen dat als het energieverschil tussen de S0 en de S2 groter is dan de energie van het licht waarmee je het bestraald dat je het molecuul niet naar de S2 aan kan slaan. Er is simpelweg te weinig energie in het licht. En als er geen S2 is (niet alle moleculen hebben zoveel S-niveau´s/singlet toestanden) dan kan je het molecuul natuurlijk ook niet naar deze toestand aanslaan. :lol:

Zo, een flinke lap tekst. Als er iets niet duidelijk is dan zeg je het maar!! Geplaatste afbeelding

Grtz
Bas

Veranderd door bteunissen, 19 maart 2006 - 16:41


#3

The Herminator

    The Herminator


  • >1k berichten
  • 2035 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 maart 2006 - 22:58

Weinig aan toe te voegen, behalve de goeie ouwe link naar het onovertroffen interactieve Jablonski-diagram! :lol:

#4

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 12:03

Hartstikke bedankt! maar nu zit ik met een nieuw probleem. Ik vroeg aan mijn leraar iets over vibrational relaxation. Hij zei dat dat helemaal geen proces was bij fluorescentie (hij zei dat een atoom en lagere vibrationale toestand kwam daarin bleef en harder ging trillen en dus warmer wordt) Maar vibrational relaxation is toch juist wel een proces dat plaatsvindt voor fluorescentie. Ook zei hij dat bij het in stappen vallen naar het laagste energie niveau er telkens licht uitgezonden wordt. En hij zei dus dat 1 foton in meerdere opgesplitst kan worden. Maar volgensmij vind gewoon eerst vibrational relaxation (of ook nog internal crossing)plaats (E komt vrij in de vorm van warmte, en niet in vorm van licht toch?) en daarna fluorescentie, als het atoom bij het laagste vibrationele niveau van de 1e triplet state is aanbeland. Heb ik gelijk? Graag uitleg.

Groet Niels

#5

bteunissen

    bteunissen


  • >1k berichten
  • 1122 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 13:14

Je hebt voor een deel helemaal gelijk..... :lol:

Vibrationele relaxatie betekend dat het molecuul energie verliest door middel van vibreren. De energieverschillen tussen de vibratieniveaus zijn dermate klein dat het molecuul de overgang tussen deze niveaus makkelijk kan overbruggen door beweging en warmte. De overgang tussen de S1 en de S0 is dermate groot dat het molecuul deze (energie-)afstand soms liever in één keer overbrugt. Hierbij staat hij dus in één keer zijn energie af in één pakketje. En dat is de foton. Je hebt dus gelijk dat vibrationele relaxatatie niet plaats vind d.m.v het uitzenden van licht. Echter: de overgang van de S2 of de S3 naar de S1 of de S0 kan in (zeldzame) gevallen ook plaats vinden door het uitzenden van een foton i.p.v de gebruikelijke relaxatie naar de S1 gevolgd door fluorescentie. Maar daar doelde jouw leraar geloof ik niet op.

Nog een belangrijke corretie op wat je schrijft:

"fluorescentie, als het atoom bij het laagste vibrationele niveau van de 1e singlet state (S1) is aanbeland"

Fosforescentie, als het atoom bij het laagste vibrationele niveau van de 1e triplet state (T1) is aanbeland. Bij fosforescentie vind er dan een overgang plaats van het laagste niveau van de T1 naar de S0. Bij deze overgang slaat de spin om van het electron. (wist je dat?) Kijk daarvoor maar eens HIER!

Grtz
Bas

edit: Sorry Herman: "voor een deel helemaal gelijk hebben" is geloof ik een contradictio in terminus...

Veranderd door bteunissen, 20 maart 2006 - 13:20


#6

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 16:25

bedankt voor je antwoord! Maar jij zegt dat de spin omslaat. 2 elektronen hebben dus eerst tegengestelde spin. Daarna komt er een in aangeslagen toestand, en daar "draait de spin om", waardoor E verlies plaatsvind. Komt in triplet state terecht, en verwisselt vervolgens door uitzending van een foton weer van spin, waardoor de tegengestelde richting tegenover dat andere elektron nog steeds zo is (na de terugval) Klopt dit?

En.. Jij zegt dat in een zeldzaam geval er bij internal crossing er een foton uitgezonden kan worden (ipv warmte uitstraling). Wordt dat ene opgenomen foton dan opgesplitst in 2 fotonen?

#7

bteunissen

    bteunissen


  • >1k berichten
  • 1122 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 16:49

normaal gesproken bljven de spins van de twee elektronen tegengesteld aan elkaar. Dus ook als een van de electronen uit de schil in aangeslagen toestand komt in bijv de S1 blijven de spins tegengesteld. Ook bij terugkeer naar de S0 zei het d.m.v van fluorescentie zei het d.m.v vibrationele relaxatie blijven de spins tegengesteld.
Het kán echter heel soms voor komen dat de spin van het elektron in de S1 om slaat. Hierbij komt deze in de triplet toestand. Aangezien het omslaan van de spin een beetje energie kost is de T1 iets lager in energie dan de S1. Bij het terug vallen van de T1 naar de grondtoestand moét de spin weer omslaan zodat deze weer tegengesteld is aan het electron in de grondtoestand. (De overgang T1 --> S0 heet fosforescentie.)

Eerlijk gezegd ben ik niet volledig zeker (ik begin iig te twijfelen) of het voor kan komen dat er eerst een foton uitgezonden wordt bij bijv de S3 --> S1 overgang en vervolgens nog een bij de S1 --> S0 overgang..... (ehh: Beryllium? Geplaatste afbeelding )
Een S2 --> S0 overgang houdt iig in dat er één foton afgegeven wordt en dat de 'energieafgifte' dus niet opgesplitst wordt in meerdere fotonen!

Bas

edit: typo

Veranderd door bteunissen, 20 maart 2006 - 16:53


#8

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 17:02

Halo Nog een klein vraagje.
Wat is precies die Triplet state? En wat is het verschil tussen zo'n triplet state en een singlet state? Groeten niels

#9

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 17:13

En, hoeveel vibratieniveaus kent een molecuul, of is dat voor elk molecuul anders.

Groeten Niels (dit is (hoop ik) wel zo'n beetje de laatste vraag die ik in dit forum zal spammen)

#10

*chemaster*

    *chemaster*


  • >100 berichten
  • 181 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 19:32

Wat is precies die Triplet state? En wat is het verschil tussen zo'n triplet state en een singlet state?


Geplaatste afbeelding

o.a. De spin van de elektronen is anders.

En, hoeveel vibratieniveaus kent een molecuul, of is dat voor elk molecuul anders

Dat is geloof ik bij elke atoom anders, maar ik weet niet meer waar ik dat had gelezen, ik dacht in dit topic, maar kon het net niet meer vinden.
Misschien dat je hier nog wat informatie in vind.

#11

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 20 maart 2006 - 19:34

Eerlijk gezegd ben ik niet volledig zeker (ik begin iig te twijfelen) of het voor kan komen dat er eerst een foton uitgezonden wordt bij bijv de S3 --> S1 overgang en vervolgens nog een bij de S1 --> S0 overgang..... (ehh: Beryllium? Geplaatste afbeelding )

Voor zover ik weet niet, ik heb altijd geleerd tenminste dat verval met uitzending van fotonen altijd vanaf de S1 naar de S0 is. Maar wat daar de reden voor is, weet ik niet...
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#12

Nielles

    Nielles


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 20:34

Halo,

Nog een vraagje :lol: ,

Wat gebeurt er eigenlijk als er geen fluorescentie plaatsvind? Gewoon "terugkaatsing"? Daar bedoel ik mee, geen vibrational relaxation maar gewoon gelijk verval naar het laagste vibratieniveau van de S0. Want ik meen ergens gelezen te hebben dat bij weerkaatsing het licht eigenlijk ook eerst gewoon opgenomen wordt en vervolgens uitgezonden. Ik wil dus eigenlijk gewoon weten wat er gebeurt als er licht op een niet fluorescerende voorwerp of niet fosforescerend voorwerp invalt.
Groeten Niels

#13

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 20 maart 2006 - 21:13

Als er geen interactie plaatsvindt tussen het invallende licht en de stof, heb je gewoon geen enkel effect. Het kan inderdaad voorkomen dat licht wordt geabsorbeerd en meteen weer wordt uitgezonden, maar of dat altijd zo is...? Volgens mij is dat heel erg molecuulspecifiek.
Het verschijnsel dat het licht wordt opgenomen en meteen weer wordt uitgezonden zonder dat er iets met de fotonenergie wordt gedaan, heet Rayleigh scattering ("Rayleigh-verstrooiing").
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)

#14

The Herminator

    The Herminator


  • >1k berichten
  • 2035 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2006 - 21:33

Het kan inderdaad voorkomen dat licht wordt geabsorbeerd en meteen weer wordt uitgezonden, maar of dat altijd zo is...? Volgens mij is dat heel erg molecuulspecifiek.
Het verschijnsel dat het licht wordt opgenomen en meteen weer wordt uitgezonden zonder dat er iets met de fotonenergie wordt gedaan, heet ("Rayleigh-verstrooiing").

Dit is inderdaad afhankelijk van de energie-niveau's van het desbetreffende molecuul.... in het algemeen is de energie van het geabsorbeerde licht "te hoog" om het molecuul precies in de S1 terecht te laten komen, en er zal dan dus altijd eerst relaxatie plaatsvinden. Er zijn mij zelfs geen gevallen bekend waarin het molecuul, na excitatie, precies in de S1 terecht komt, maar dat is geen bewijs :lol:

De vorm van scattering waarbij het foton wel (kleine) interacties met moleculen aangaat (en de golflengte van het teruggekaatste licht dus veranderd is) heet "Raman scattering".

@Chemaster.

Het heet "singlet-toestand" en "triplet-toestand" ("staat" is een wel erg slechte direkte vertaling van "state"), en gaarne altijd je bronnen vermelden ;)

#15

Beryllium

    Beryllium


  • >5k berichten
  • 6314 berichten
  • Minicursusauteur

Geplaatst op 20 maart 2006 - 21:53

Er zijn mij zelfs geen gevallen bekend waarin het molecuul, na excitatie, precies in de S1 terecht komt, maar dat is geen bewijs  :lol: 

Op zich zou dat niet zo'n probleem moeten zijn toch? Stoffen die in VIS emitteren hebben dus een S1 dat met zichtbaar licht te exciteren zou moeten zijn.

De vorm van scattering waarbij het foton wel (kleine) interacties met moleculen aangaat (en de golflengte van het teruggekaatste licht dus veranderd is) heet "Raman scattering".

Tja, dat is niks nieuws voor een promovendus Ramanspectroscopie... ;)
You can't possibly be a scientist if you mind people thinking that you're a fool. (Douglas Adams)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures