光化学 原理·技术·应用PDF电子书下载

第一章 引言和基本原理 1

1.1 热化学与光化学 2

1.2 分子的电子结构 4

1.3 电磁辐射 7

1.3.1 光的吸收 10

1.3.2 多组分体系的比耳-郎伯定律 11

1.4 电子激发态 12

1.4.1 自旋多重度 12

1.4.2 态图解 13

1.4.3 量子产率 15

1.4.5 激发态寿命 16

1.4.4 次级反应：中间体 16

参考文献 18

第二章 光化学技术 19

2.1 光源 19

2.1.1 白炽灯 20

2.1.2 电弧灯 20

2.1.3 激光器 22

2.1.4 同步辐射光源 24

2.2 经典技术 24

2.2.1 光解与光化学反应 24

2.2.2 发射研究 29

2.3 光化学中间体的鉴定与测定 32

2.4 时间分辨光化学 36

2.5 高分辨光化学 39

参考文献 41

第三章 分子的激发态(1) 43

3.1 影响吸收光谱强度的因素 43

3.1.1 光的吸收和发射 43

3.1.2 辐射寿命 45

3.1.3 电子跃迁强度 46

3.1.4 选择定则 49

3.1.5 振动重叠积分(弗朗克-康登原理) 50

3.1.6 自旋 53

3.1.7 电子跃迁矩和偏振 56

3.1.8 轨道重叠 57

3.1.9 振子强度和禁阻跃迁 57

3.1.10 影响吸收谱线强度的其它因素 58

3.2 跃迁类型及命名 59

3.2.1 命名法 59

3.2.2 π→π 跃迁 59

3.2.3 n→π 跃迁 61

3.2.4 电荷转移跃迁(CT) 62

3.2.5 接触DAC和相应的吸收 64

3.3.1 激发态分子的几何构型 65

3.3 激发态的性质 65

3.3.2 酸碱性质 68

3.3.3 偶极矩 72

3.4 激发态的能量 73

3.4.1 单线态-三线态分裂 73

3.4.2 单线态、三线态和双自由基 76

3.4.3 溶剂效应 79

3.5 (n,π )态与(π，π )态的鉴别 81

参考文献 82

4.1 光(学)解离 83

第四章 光解离 83

4.2 预解离 86

4.3 诱导预解离 88

4.4 复杂分子的无辐射跃迁和预解离 90

4.5 重要的原初解离过程 92

4.5.1 碳氢化合物 92

4.5.2 羰基化合物 93

4.6 溶液中的光化学 94

4.7 离子型物种的光化学 95

4.8 多光子解离和电离 97

参考文献 100

5.1 能量耗散途径 102

第五章 分子的激发态(2) 102

5.2 发光 103

5.2.1 发光过程动力学和量子产率 103

5.2.2 荧光 108

5.2.3 磷光 112

5.2.4 延迟荧光 113

5.2.5 化学发光 116

5.3 分子内能量转移 119

5.3.1 复杂分子的无辐射跃迁 119

5.3.2 分子内能量转移的另一种情形 124

5.4 分子间能量转移 125

5.5 激发态的猝灭 126

5.5.1 猝灭和敏化 126

5.5.2 动态猝灭和静态猝灭的唯象理论 128

5.6 近程能量转移和电子交换作用 130

5.7 远程能量转移和库仑相互作用 134

5.8 激基缔合物与激基复合物 135

5.9 化学激光 137

参考文献 142

第六章 光致电子转移反应 143

6.1 分子间的电荷(电子)转移 143

6.1.1 分子间电荷转移的途径 143

6.1.2 分子间电荷转移过程的自由能变化 147

6.2 分子内的电荷转移 150

6.3 玛库斯电子转移理论 154

6.3.1 玛库斯理论的物理模型 154

6.3.2 动力学和速率常数表达式 158

6.3.3 应用实例 160

6.4 电子转移理论的现状 162

6.4.1 几种电子转移理论的简介 162

6.4.2 电子转移反应的研究前沿 166

6.5.1 从分子化学到超分子化学 167

6.5 超分子光化学简介 167

6.5.2 超分子光化学和分子光子器件简介 168

参考文献 174

第七章 激发态的反应活性和反应 175

7.1 引言 175

7.2 激发态物种的反应活性 175

7.2.1 激发态的电子排布与反应活性 176

7.2.2 激发态的能量和寿命 182

7.3 相关规则和对称守恒 183

7.3.1 相关规则 183

7.3.2 对称性守恒 184

7.4.1 烯烃的光诱导顺反异构化 189

7.4 分子内过程：异构化与重排 189

7.4.2 光致价键异构化 192

7.4.3 光致结构异构化 194

7.5 分子内过程：氢提取反应 196

7.6 分子间过程：氢提取反应 197

7.7 分子间过程：加成反应 200

7.7.1 链烃和多烯的光二聚作用 201

7.7.2 芳族化合物的光环加成反应 202

7.7.3 α，β-不饱和酮的光环化加成 203

7.7.4 羰基和链烯烃加合生成氧杂环丁烷的反应 203

7.7.5 分子氧的光加成反应 204

参考文献 207

第八章 光化学反应机理研究方法 209

8.1 研究反应机理的定性方法 210

8.1.1 产物 210

8.1.2 中间体 212

8.1.3 (能量)最低激发态 219

8.1.4 活性激发态 220

8.2 定量方法 223

8.2.1 量子产率 223

8.2.2 猝灭动力学 227

8.2.3 激发态寿命 233

8.2.4 可控变量 235

8.3 激发态电子转移过程动力学：马库斯理论简介 239

参考文献 242

第九章 应用光化学 243

9.1 应用光化学 243

9.2 大气化学 243

9.2.1 大气的起源和进化 243

9.2.2 平流层 246

9.2.3 对流层 251

9.3 光合作用 256

9.4 光化学成像 263

9.4.1 重氮成像材料 265

9.4.2 自由基成像体系 266

9.5 光致变色体系 268

9.5.1 有机光致变色体系 269

9.5.2 无机光致变色体系 273

9.6 高聚物的光化学 274

9.6.1 光聚合反应类型和特点 274

9.6.2 自由基光聚合引发体系 276

9.6.3 阳离子光敏聚合体系 279

9.6.4 光聚合体系的应用简介 280

9.7 超分子光化学和光化学分子器件(PMD) 281

9.7.1 简介 282

9.7.2 PMD的基本部件及通用符号 283

9.7.3 以光诱导电荷转移为基础的PMD 284

9.7.4 以(电子)能量转移为基础的PMD 292

9.7.5 化学合成与自组织作用 298

参考文献 301

第十章 光化学及光谱学理论方法 304

10.1 群论及其应用 304

10.1.2 群表示 307

10.1.3 特征标表 309

10.1.4 群论的应用 311

10.2.1 引言 317

10.2 分子轨道理论及其应用 317

10.2.2 从头算理论 318

10.2.3 从头算法的应用 322

10.2.4 从头算在光化学和光谱学中应用的实例 323

10.2.5 常用从头算软件包 325

10.3 光谱模拟 327

10.3.1 双原子分子的FCF计算 329

10.3.2 多原子分子的FCF计算 334

10.3.3 光谱模拟和从头算的应用 336

10.1.1 对称元素及对称操作 340

参考文献 342

附录 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)光化学委员会近期推荐的光化学名词及其定义(选) 344