英国谢菲尔德大学光化学课程有可以补习的老师吗？

最佳答案

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  课程顾问-小管家 2023-04-25 17:34:53

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  　　谢菲尔德大学的光化学课程我们当然是可以补习的了。

  　　考而思线上一站式学术服务中心，13年丰富的教育经验、雄厚的师资力量以及完善的服务流程，可以为同学你提供一个全方面的学术服务哦，谢菲尔德大学的光化学课程也不例外。

  　　首先我们要知道什么是光化学?

  　　对可见光和/或紫外光影响下可能发生的化学反应、异构化和物理行为的研究称为光化学。

  　　理解光化学转变的基础有两个基本原则：

  　　• 光化学的第一定律，即格罗图斯-德雷珀定律，规定光必须被化合物吸收，才能发生光化学反应。

  　　• 光化学的第二定律，斯塔克-爱因斯坦定律，指出对于化学系统吸收的每一光子，只有一个分子被激活以进行后续反应。这种"光等价定律"是由阿尔伯特·爱因斯坦在发展光量子(光子)理论时得出的。

  　　给定光化学过程的发生效率由量子产量(Φ)给出。由于许多光化学反应是复杂的，并可能与非生产性能量损失竞争，量子产量通常指定为特定事件。

  　　因此，我们可以将量子产量定义为"根据吸收的单色光的爱因斯坦，陈述反应剂的摩尔数量或所生产的陈述产品的数量。例如，在 313 nm 光 (3130 é) 下图中显示的，对聚苯酮的辐照会提供复杂的产品混合物。这些产品的量子产量小于0.2，表示有辐射(荧光和磷)和非辐射返回通路(绿色箭头)。

  　　主要的光化学反应是顶部方程中显示的碳-碳键的同质裂解。在这里，星号表示一种电子兴奋状态，其性质将在稍后定义。

  

  
  

  然后，几个次要的激进反应(显示在灰色框中)，使得很难将量子屈服分配给主要反应。在第三反应中形成的双乙酰产品本身可能因光而兴奋或接受来自兴奋丙酮分子的激发能量，使这个过程进一步复杂化。

  　　相比之下，甲烷或其他烷基的光诱导氯化具有较大的量子产量，通常接近 106 ，因为继 Cl - Cl 键的主要之后的次生链反应。本案文的其他地方也提出了说明这种卤素反应的方程式。

  　　机械背景

  　　分子吸收可见光和/或紫外光会引入足以破坏或重组大多数共价键的能量。从E = hc / λ的关系中，我们看到较长波长的可见光(400 至 800 nm)比紫外线区域 (150 至 70 千卡/摩尔) 附近可访问的较短波长 (200 至 400 nm) 中的光能量更小(70 至 40 千卡/摩尔)。

  　　因此，紫外线最常用于影响光化学变化。还必须小心从玻璃上构建透明到所需的波长范围的灯和反应容器。一些常见玻璃类型的低波长截止在右边的桌子上。

  　　玻璃类型波长截止

  　　皮雷克斯

  　　科雷克斯

  　　维科尔

  　　石英

  　　光化学反应所需的光线可能来自许多来源。被誉为"有机光化学之父"的贾科莫·西亚米西安在20世纪早期在博洛尼亚大学的大部分研究中都利用阳光。根据正在研究的化合物和所寻求的信息，明亮白炽灯(主要是红外和可见光)、低压、中高压汞灯(185- 255 nm、255-1000 nm 和 220-1400 nm)、高强度闪光源和激光器均已使用。

  　　在仔细研究特定的染色体时，可能需要单色光的来源。

  　　在本节中，我们将主要关注光子被染色功能组吸收时形成的电子兴奋状态的性质和行为。通常，这种激发会导致分子轨道占用率的变化、能量的增加以及局部粘结和电荷分布的变化。紫外可见光谱章节中规定的原则将提供有益的基础。

  　　我们首先考虑一个简单的硅藻分子的电子激发，如Cl2或Br2。两者都吸收光，氯在300至380纳米区域。和溴在360至510纳米区域。

  　　下图说明了最初的电子兴奋。地面(最低能量电子状态)和兴奋状态都显示为振动能量状态(绿线)和旋转状态(未显示)填充的能量轮廓。

  　　

  

  　　当地面电子状态因吸收光子而兴奋时发生的电子重组比最终跟随原子核的任何运动都快得多。换句话说，从核坐标的角度来看，电子的移动就像固定了较重的核一样。出生-奥本海默近似的这一结果导致詹姆斯·弗兰克和R·康顿制定了弗兰克-康顿原则： 电子转换的发生速度比核所能反应的速度要快得多。

  　　兴奋状态的整体结合通常低于地面状态。因此，X–X 债券长度在兴奋状态下增加。在正常温度下，基本上所有分子都存在于地面振动状态(零水平)。Franck-Condon 原则要求激发通过垂直过渡发生，由红线显示，导致处于兴奋状态的振动水平较高的人群。然后可能会发生一些事件。

  　　1.振动能量可能会随着热量而损失，使兴奋状态放松到零振动水平。

  　　2.兴奋状态可能通过发射光子(浅蓝色线)返回地面状态。如果从零振动水平发生这种情况，发射的光的频率或能量将低于最初吸收的光。这种辐射衰变被称为荧光，如果它从最初的兴奋状态迅速发生。它被称为磷，如果它通过其他兴奋状态缓慢发生。

  　　3.如果兴奋状态的振动水平较高，无论是通过最初的Franc-Condon过渡还是碰撞激活，分子可能会切成两个X+原子。请注意，兴奋状态的振动级别 5 大致与断键重合。

  

  　兴奋状态可以根据电子自旋角动量被归类为单体或三胞胎。大多数非金属有机化合物中的电子在粘合和非粘合轨道中配对(对面旋转)，从而产生用于地面状态的净零自旋磁性分子。这种状态在应用磁场中具有单一的能量状态，称为单一能量状态。

  　　电子状态中，两个具有相同自旋的电子占据不同的轨道(保利排除原理)的净自旋为1(2 + 1/2)，并且是亚磁。在磁场中，这种状态具有三种能量水平(+1，0，-1)，被称为三胞胎。分子氧是三重地面电子状态的罕见例子。

  　　单体状态和三胞胎状态之间的区别很重要，因为光子诱导激发总是导致相同的多重状态，即单向单体或三胞胎到三胞胎。由于大多数地面状态是单一的，这意味着最初由光吸收形成的兴奋状态也必须是单一的。

  　　兴奋状态的内部转换到相同多重的较低能量状态，随着热能的丧失(放松)而迅速发生。或者，兴奋状态可以通过发射光子(辐射衰变)返回地面状态。

  　　在上述对王牌的研究中，近80%的兴奋单体状态因内部转换而失去能量，约3%的兴奋单体状态因荧光而失去能量。将单一状态转换为较低的能量三胞胎状态，反之亦然，称为系统间交叉，并且比内部转换慢。三胞胎状态的辐射衰变称为磷，通常相当缓慢。这些过渡的大致时间尺度为：

  　　过程过渡时间尺度(秒)

  　　光吸收(激发)S0 → Snca.10-15(瞬时)

  　　内部转换Sn → S110-14至 10-11

  　　振动放松Sn*→S n10-12至 10-10

  　　系统间交叉S1 → T110-11 to 10-6

  　　荧光S1 → S010-9 to 10-6

  　　磷光T1 → S010-3到 100

  　　非辐射衰变

  　　S1 → S0

  　　T1 → S010-7至 10-5

  　　10-3至 100

        最后一行中指出的非辐射衰变可能通过分子间能量转移到不同的分子中发生。如果焦点集中在最初兴奋的物种上，则称为淬火过程，如果新创建的兴奋状态感兴趣，则称为感性。光化学敏感通常由 T 1 + S ₀ → S ₀ + T₁反应发生，其中大胆的红色物种是感官。新的三胞胎兴奋状态，然后可能会经历自己的特征反应。

         以上便是谢菲尔德光化学的基本信息了，当然课程里还包括了光化学的反应、阿尔肯异构、碳基化合物、H 抽象，债券和循环、光脱色等课程信息，但是由于条件限制，我们并不能一一列举。

         如果同学你有这方面的学术修，不妨添加一下我们下方的微信，来与我们进行联系，我们的老师经根据同学你的实际情况来为同学你匹配最适合的课程补习老师。

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