「遷移中に分子の振動状態が変化しない場合に電子遷移が発生する可能性が最も高い。」。
それが分光法にどのように適用されるかの内訳は次のとおりです。
* 電子遷移: 分子が光を吸収すると、電子はより低いエネルギーレベルからより高いエネルギーレベルに励起されます。これは電子移行です。
* 振動状態: 分子は静的エンティティではありません。それらは振動し、これらの振動は量子化されています。つまり、特定のエネルギーレベルでのみ存在できます。
* 振動波動関数のオーバーラップ: Franck-Condonの原則は、電子遷移の確率が初期状態と最終状態の振動波動関数間の重複に比例するという考えにかかっています。
* 垂直遷移: 電子遷移は振動変化よりもはるかに速く発生するため、核は遷移中に本質的に静止しています。これは、遷移中に分子形状が一定のままである「垂直遷移」の概念につながります。
* スペクトルバンドの強度: 電子スペクトルにおけるスペクトルバンド(ピーク)の強度は、振動波動関数のオーバーラップに直接関係しています。最も激しいバンドは、振動状態が変わらない遷移に対応しています(つまり、オーバーラップが最大です)。弱いバンドは、振動状態が変化する遷移に対応します(オーバーラップが少ない)。
簡単に言えば:
地上電子状態の分子を想像して、特定の周波数で振動します。光を吸収して電子遷移を受けると、分子は突然新しい電子状態になります。ただし、核には位置を調整する時間がなかったため、分子は少しの間同じ振動状態のままです。これは、遷移が、初期振動状態と同様のジオメトリを持つ振動状態に発生する可能性が最も高いことを意味します。
これがUV-visスペクトルでどのように現れるか
* 最も強いピーク: 振動波動関数の最大のオーバーラップ(振動変化なし)の遷移に対応します。
* 激しいピークが少ない: 最も強いピークの両側に現れ、分子がその振動状態を変化させる遷移を表します。
フランクコンドン原則の意味:
*電子スペクトルで観察された強度パターンを説明するのに役立ちます。
*励起された電子状態の分子幾何学に関する情報を推測することができます。
*スペクトルの特徴を予測し、分子動力学を理解するために、理論計算で使用されます。
Franck-Condonの原理は、電子スペクトルを解釈し、分子電子状態とそれに関連する振動モードの性質に関する洞察を得るための不可欠なツールです。