Molekulyar Lyuminesentsiya slayd - Kimyo - Dars ishlanmalar

Dokument ma'lumotlari

Narxi	12000UZS
Hajmi	211.0KB
Xaridlar	0
Yuklab olingan sana	17 Aprel 2025
Kengaytma	ppt
Bo'lim	Dars ishlanmalar
Fan	Kimyo

Sotuvchi

Jo‘rayev Imomali

Ro'yxatga olish sanasi 25 Fevral 2025

6 Sotish

Molekulyar Lyuminesentsiya slayd

Sotib olish

МАВЗУ: Молекуляр люминесценция.
Ўқитувчи:
проф. Нормуродов Б.А.

Режа
1. Люминесценциянинг ҳосил бўлиши ва унинг
синфланиши.
2. Люминесценцияга
С.И. Вавилов қоидаси
3. Люминесценцияда
флуоресенция ва
фосфореценция
ҳодисаси
4. Люминофорлар
5. Стокс-Ломмель
қоидаси
1.Кристиан Г., М. Бином// Аналити ческая химия, том 1, 2009. 623 с.
2.Кристиан Г., М. Бином// Аналитическая химия, том 2, 2009. 504 с.
3. D onald Ckoog, M. West . Fundamentals of Analytical Chemistry Brouks. Cole. Cengage, 2014.
4. Турабов Н.Т., Қутлимуратова Н.Х., Сманова З.А. Аналитик кимё. Лаборатория
машғулотлари номли ўқув қўлланмаси. Тошкент “Ношир” нашриёти. 2019. 250 б.
5. Турабов Н.Т. Аналитик кимё. Дарслик. Тошкент “Ношир” нашриёти. 2019. 432 б.
6. Fayzulla е v. O. Analitik kimyo. Toshk е nt, «Yangi asr avlodi», 2006, 488 b.Адабиётлар

Молекула ташқаридан энергия қабул қилиб (масалан
фотон энергияси), қўзғалган ҳолатга келади ва қабул
қилган энергиянинг ортиқча миқдори бошқа модда билан
тўқнашиб, уни иситишга-яъни айланма тебранма ва
электрон энергиясини оширишга сарф бўлиши мумкин.
Агар молекула бу ортиқча энергиянинг ҳаммасини ёки
бир қисмини ёруғлик энергияси сифатида чиқарса бундай
ҳодисани люминесценция ҳодисаси дейилади.
М *

М+ иссиқлик
М *
 А+
В фотокимёвий реакция
М *
 М+hv люминесценция ҳодисаси.
Люминесценцияни “совуқ нур” деб ҳам аталади. Люминесценциянинг ҳосил бўлиши ва унинг
синфланиши.

2. Люминесценцияга С.И. Вавилов қоидаси
Люминесценция бу модданинг ютилган энергияни ёруғлик энергия
ҳолатида чиқариш ва нурланиш қобилиятидир.
Люминесценцияни академик С.И. Вавилов қуйидагича
таърифлаган: жисмнинг нурланишида ортиқча энергия нур сифатида
ажралиб чиқса ва унинг нурланиш даври 10 -10
секунддан ортиқ бўлса
люминесцент нурланиш содир бўлади.
Фан сифатида люминесценция биринчи бўлиб 1861 йил Стокс
маърузасида кўрсатилади, лекин 1945 йилгача кўпчилик олимларнинг
фикрича флуориметрия ишончли усул эмас деб ҳисобланган.
Заррачаларни қўзғатиш усулига қараб, люминесценция
қуйидаги турларга бўлинади:
Электромагнит нурланиш таъсирида қўзғатилса- фотолюминесценция;
Катод нурлари таъсирида – катодолюминесценция;
Кимёвий реакциялар таъсирида-хемилюминесценция;
Кристаллни механик равишда парчалаш таъсирида қўзғалса-
триболюминесценция дейилади.
Бу ҳилдаги люминесценцияларнинг ичида фотолюминесценция
жуда кўп қўлланилади.

Люминесцентланиш минераларда, маъданларда
табий ҳолда ҳам (уран, актиноидлар) учраб туради.
Квант ютилиши 10 -15
секундда бўлади. Сўнгра
10 -12
секундда электрон қўзғалган ҳолатнинг пастки
тебраниш поғонасига [(а)-кичик тўлқинсимон
стрелка] ўтади. Молекуланинг S
1 қўзғалган ҳолатдан
S
0 турғун ҳолатга ўтиши 3 хил бўлиши мукин:
S
1
E
hv
1 hv
2 hv
1
hv
2
S
0 T
1
А Б
расм. а) флуоресценция ва б) фосфоресценцияда молекуланинг ўтиш схемаси.

1. Молекула бошқа заррачалар билан тўқнашганда ўз
энергиясини иссиқлик энергияси ҳолда чиқариши мумкин.
Бу ҳол ички конверсия дейилади (а) катта тўлқинли
стрелка).
2. Молекуланинг энергиясини квант нур ҳолида чиқариб,
асосий ҳолатнинг тебранма ҳаракатдаги истаган поғонасига
(електрон спини ўзгармаган ҳолда) қайтиши мумкин. Бунга
флуоресценция дейилади.
3. Молекуланинг қўзғалган S х
ҳолатдан метастабил Т 0

ҳолатга ва сўнгра ички конверсия натижасида иссиқлик
чиқариб ёки нур кванти чиқариб асосий S
0 ҳолатга (б) катта
тўлқинсимон стрелка ўтиши фосфоресценция дейилади.
Нурланиш даврига қараб люминесценция иккига бўлинади:
қўзғалган ҳолатда молекула нур чиқара бошлайди. Нур
манбаи учирилганда нурланиш ҳам шу заҳоти тўхтаса,
флуоресценция дейилади. Агар нур манбаи учирилганда
ҳам маълум вақт нурланиб турса – фосфоресценция
дейилади. 4.Люминесценцияда флуоресенция ва фосфореценция ҳодисаси

Фосфоресценция ҳодисасини молекулаларнинг синглет
ап триплет ҳолатлари билан тушунтириш мумкин.
Кўпчилик молекулаларнинг энг турғун ҳолати синглет
ҳисобланади, яъни спинлар йиғиндиси нолга тенг. Синглет
ҳолатда бир орбиталда жойлашган электронлар
антипараллель бўлади:
Спиннинг ўзгармасдан электронларнинг ўтиши
синглет-синглет ўтиш дейилади. Масалан, S
0  S
1 
,
S
0  S
2 
ўтишлар нур ютилиш билан боради. S 
 S 0
ўтиш
эса флуоресценция бўлади.
Триплет (Т
1 , Т
2 ,  ва ҳ.к) ҳолатда қўзғалган ва
асосий ҳолатда қолган электронларнинг спинлари
параллель бўлади:
Спинлар йиғиндиси бирга тенг.

Синглет ва триплет ҳолатлар ўртасида ўтишга,
масалан S
1 
 Т
1 [расмга қаранг, (б)] мисол бўла олади.
Бундай ўтишлар интеркомбинацион
конверсия
дейилади, айрим ҳолларда масалан оғир
атомларни аниқлашда (масалан галогенларни) бўлиб
қолиши мумкин.
Триплет ҳолда молекула ўз энергиясини тез
йўқотади. Жуфтлашмаган электрони бўлган
элементлар (масалан кислород молекуласи билан
бошқа молекулалар тўқнашиши ва ҳоказо).
Шунинг учун флуоресценцияга қараганда
фосфоресценция анча кам учрайди. Фосфоресценция
органик моддаларда, айниқса улар совутилган ҳолда
бўлса кўп учрайди.

Люминесцентланувчи барча моддалар умумий ҳолда
люминофорлар деб аталади. Кимёвий табиатига қараб, улар
икки синфга бўлинади: 1) анорганик люминофорлар, купинча
уларни содда қилиб, люминофорлар дейилади. 2) органик
люминофорлар ёки органолюминофорлар дейилади. Органик
ва анорганик люминофорлар нурланмш табиатига қараб, бир-
биридан фарқланади. Органик люминофорларда қўзғатувчи
нурларни ютиш ва нурланиш жараёни люминесцентланишга
қодир бўлган ҳар бир молекулада бўлади.
Анорганик люминофорлар активлаштирилган ва
кристалл тузилишга (структура) эга бўлган моддаларда
люминесцентланиш вақтида атомлар ёки молекулалар эмас,
уларнинг кристаллари иштирок этади. Бундай люминофорлар
кристаллофосфорлар деб аталади. Ютилган энергияни нур
сифтида чиқариш ҳамма органик моддаларга хос эмас, балки
уларнинг кимёвий структурасига боғлиқ. 4.Люминофорлар

5.Стокс-Ломмель қоидаси.
Жисм томонидан ютилган энергиянинг бир қисми
иссиқлик энергияси ҳолида чиқади. Шунинг учун
люминесценцияда чиқаётган ёруғлик нурининг
квантлари энергияси қўзғатувчи нурнинг квантлари
энергиясидан кам бўлади. Бошқача айтганда,
люминесцент нурланишнинг тўлқин узунлиги (hv
ю )
қўзғатувчи нурнинг ( hv
А ) тўлқин узунлигидан катта
бўлади.
hv
ю >hv
А
Фақат спектрнинг бир қисми, бир –бирини
қоплаши бундан мустасно. Бу қоидани Стокс-Ломмель
топган ва қуйидагича тарифлаган:
«Люминесценциянинг спектри ютилиш спектрига
қараганда тўлқин узунлиги катта бўлган томонга
силжийди».

Ютилиш спектрининг максимуми билан флуоресценция
спектрининг максимуми орасидаги масофа стокс силжиши
дейилади. Бу масофа қ анчалик катта бўлса, қўзғатувчи нурни
ажратиш шунчалик осон бўлади. Бир хил тўлқин узунликлар
борки, унда флуоресценция квантлари ютилган нур
энергиясидан катта бўлади (антистокс ҳудуд, область). Бунга
сабаб шуки, модда молекулаларининг бир қисми асосий
ҳолатниг тебраниш поғоналарида ҳам бўлишидир.
Фл
ЮЕ
V
0 V Ютилиш
ва
флуоресценция

спектри.

Ҳозирги кунда эса, бу қонун ҳақидаги изланишлар шуни кўрсатдики,
сифат ва миқдорий жиҳатдан бу усул анча ютуқларга эришган.
Люминесцент анализ 3 қисмга бўлинади. Бу навли анализ,
люминесцент микроскопия ва кимёвий люминесцент анализ.
Навли анализ-модданинг ультрабинафша нурларида турли даражада
навланишига асосланган ва кенг соҳада қўлланилади. Масалан, ёқилғи,
ойна ва бошқа объектлар анализида.
Люминесцент микроскопияни турли дефектларни аниқлашда
ишлатилади: металл ва бошқа моддаларнинг устки қисмини
флуоресцент модда билан қопланади. Агар металл жисмда дарз кетган
жойи бўлса, флуоресцент модда шу ёриқлар ичига кириши ҳисобига
жойлари аниқ флуоресцент ранг беради.
Кимёвий люминесцент анализ модданинг концентрациясини
аниқлашда интенсивлигининг ўзгариши ва флуоресценция рангига
қараб ёки реакциядан ҳосил бўлган маҳсулотнинг
флуоресценцияланишга учрашиши ёки бўлмаса аниқловчи компонент
иштирокида флуоресценциянинг сўниши асосида топилади.

Аналитик фотолюминесценцияга тўғри талқин бериш учун, бошқа
аналитик методлар билан солиштириб, унинг афзаллиги ва
камчиликларини билиш керак.
Бу методнинг энг асосий устунлиги - бу унинг ю=ори сезувчанлиги,
айрим ҳолатларда сезувчанлиги радиокимёвий методларга
яқинлашади.
Аналитик муаммоларни ечиш учун люминесцент анализ муҳим
ахамиятга эга, масалан экстракцион-люминесцент анализ методи
ёрдамида бегона элементларни 10 -10
гр  мл гача хромни аниқлаш
мумкин, бегона ионлар халақит бермайди.
Жуда кам моддаларнинг миқдорини бу метод ёрдамида аниқлаш
мумкин, масалан порфиритларда 10 -9
гр мис 10 -8
гр рух биргаликда
аниқланиши мумкин. Люминесцент анализ 0,0001 РЗЭ қўшилган
ҳолатда алоҳида ажратиб олмай аниқлаш қобилиятига эга бўлган ягона
амалий усул ҳисобланади. Спектрофотометрик усули билан 10 -5
гача,
люминесцент усул билан 10 -9
гр аниқлаш мумкин.
Органик моддалар анализида фотолюминесценция бошқа методлар
орасида кам рақобатга эга, айниқса, агар гап кам миқдорли моддалар
ҳақида борса.

Бошқа методларга қараганда (масалан адсорбцион спектроскопия)
люминесценция спектрида битта эмас, бир нечта, айрим ҳолларда
тўрттагача спектр бериши мумкин. Бундан идентификацияга асос
сифатида фойдаланиш мумкин.
Ноорганик моддаларнинг люминесцент анализини кўрилса барча
моддалар ютган нурини нур тарзида чиқаравермайди
(люминесценцияланмайди). Бу методнинг ҳам камчилиги, ҳам афзаллиги
дейиш мумкин. Камчилиги-шу моддани люминесцент методи билан
аниқлаб бўлмайди, афзаллиги-бошқа моддани аниқлашда эса халақит
бермайди (люминесценцияланмайдиган моддани ажратиб олиш шарт
эмас).
Кўп компонентли аралашмалар анализида ноорганик моддалар
люминесцент анализини 10 тадан ортиқ элементларни биргаликда
бўлганда ҳам аниқлаш имкониятига эга бўлган масс-спектроскопия ва
эмиссион спектрал анализ методлари билан рақобатлаша олмайди.
Люминесцент анализнинг кўпроқ ишлатиладиган соҳаси-бу
титриметрияда (флуоресцент индикатор ёрдамида рН-, металло-редокс ва
адсорбцион индикатор сифатида) люминофорларни ишлатиш мумкин.
Люминесцент титриметрия ёрдамида 60 тадан ортиқ кимёвий
элементларни аниқлаш мумкин.

Люминесцент анализнинг тавсифи
1. қўзғатиш усули билан:
•
Фотолюминесценция-электромагнит нурланиш таъсирида
қўзғатилса;
•
Катодолюминесценция-катод нурлари таъсирида;
•
Рентгенолюминесценция-рентген нурлари таъсирида;
•
Хемилюминесценция-кимёвий реакция энергияси таъсирида;
•
Триболюминесценция-кристалларни механик равишда парчалаш
таъсирида қўзғалса;
•
Радиолюминесценция-радиоактив нурлари таъсирида;
•
Ионолюминесценция-ишқорий металлар ионлари вакуумда
нурланиши таъсирида;
•
Сонолюминесценция-ультратовуш таъсирида;
•
Кандолюминесценция-термик қўзғатиш таъсирида;
•
Атом флуоресценция-атомларни нурланиши: алангада оптик
қўзғатиш натижасида.

2. Люминесцент усулнинг механизми ёки кинетикаси асосида:
а) резонанс люминесценция;
б) спонтан люминесценция;
в) мажбурий люминесценция;
г) рекомбинацияли люминесценция;
3. Люминесценцияланиш вақти асосида:
а) Флуоресценция-спонтан нурланиш узунлиги 10 -9
-10 -10
секунд.
Нур манбаи ўчирилганда нурланиш ҳам шу заҳоти тўхтайди.
б) Фосфоресценция-мажбурий нурланиш, узунлиги 0,01 секунддан
бир неча секундгача. Нур манбаи ўчирилганда ҳам маълум вақтгача
нурланиб туради.
4. Нурланиш тури асосида:
а) Дискрет марказларнинг нурланиши;
б) Кристаллофосфорларнинг нурланиши.

Люминесцент моддаларнинг асосий тавсифи.
Энг асосий люминесцент моддаларни люминесцент анализда
ишлатиш учун керакли тавсифи, бу люминесценция спектри ва
люминесценциянинг чиқишидир.
Молекулалар, атомлар ёки ионлар қўзғалмаган ҳолатдан қўзғалган
ҳолатга ўтганда, нур ютиш спектри пайдо бўлади, қўзғатилган ҳолатдан
асосий ҳолатга ўтганда люминесценцияни электрон спектри пайдо
бўлади.
Нур ютилиши ва чиқарилишини тушунтириш учун квант назарияси
ишлатилади,, бу назария бўйича, нур энергияси алоҳида порциялар
(квантлар) ҳолида ютилади ва чиқарилади.
Амалиётда люминесцент методларда нур чиқариш интенсивлиги энг
юқори бўлган тўлқин узунлиги танланади.
I ф л
I m a x
о п т , н м
Р а см 12 : Л юми н е сц е н ц и я сп е кт р и
Органик моддаларни ва уларнинг
металлар билан комплекслари
ўрганилаётганда (айниқса суюқ азот
ҳароратида) люминесценция спектрини
билиш шарт бўлади. Чунки бу спектрлар
асосида сифат ва миқдорий анализ қилиш
мумкин.

Органик реагентларнинг люминесценциясини ўрганилаётганда
нурланишнинг 2 турини билиш керак: кам яшайдиган (10 -9
-10 -7
сек), ва
узун яшайдиган (10 -4
-10 -2
сек). Кашнинг назарияси бўйича кўпчилик
маълум бўлган органик реагентлар нурни чиқаради Фақат энг пастки
электрон-қўзғалган ҳолатда ( S
1 * ёки Т
0 -ҳолатларда). Молекула
қўзғалган ҳолатдан турғун ҳолатга ўтиши 3 хил бўлади
(расм2):
1) S
1 х
 S 0
- ўтиш флуоресценция дейилади, бунда молекула энергиясини
квант нур ҳолида чиқариб асосий ҳолатнинг тебранма ҳаракатдаги
истаган поғонасига (электрон спини ўзгармаган ҳолда) қайтиши
мумкин.
2) Молекула бошқа заррачалар билан тўқнашганда ўз энергиясини
иссиқлик энергияси ҳолда чиқариши мумкин. Бу ҳол ички конверсия
дейилади ((а) катта тўлқинли стрелка).
3) Молекуланинг қўзғалган S х
ҳолатдан метастабил Т 0
ҳолатга ва
сўнгра ички конверсия натижасида иссиқлик чиқариб ёки нур кванти
чиқариб асосий S
0 ҳолатга ўтиши фосфоресценция дейилади.

E
S0
T0
S1*
S2*
нм
а б в
Ðàñì 13.à)íóð þòèø á)ô ëóî ð åñöåíöèÿ
â)фосôоðåñöåíöèÿäà ìî ë åêóëàíèíãûòèø ñõåìàñè S 0
- S 
-нур ютилиш S 
 Т 0
-нур ютишсиз триплетга
интеркомбинацион ўтиш. Квант кимёси назарияси бўйича бир хил
мултиплет ҳолатларда ўтиш мумкин (масалан, синглет-синглет ёки
триплет-триплет) Т 0
 S 0
.
Суюқ азотни температурасига келтирилса S
1 
ҳолатдан Т 0
ҳолатга
ва Т 0
 S 0
га ўтиш мумкин бўлади ва чиқ қ ан нурнинг номи
фосфоресценция дейилади.
Кўпчилик молекулаларнинг энг турғун ҳолати синглет ҳисобланади,
яъни спинлар йиғиндиси нолга тенг. Синглет ҳолатда бир орбиталда
жойлашган электронлар антипараллель.

Спиннинг ўзгармасдан электронларнинг ўтиши синглет-синглет
ўтиш дейилади. Масалан, S
0  S
1 
, S
0  S
2 
ўтишлар нур ютилиш билан
боради. S 
 S 0
ўтиш эса флуоресценция бўлади.
Триплет (Т
1 , Т
2 ,  ва ҳ.к) ҳолатда қўзғалган ва асосий ҳолатда қолган
электронларнинг спинлари параллель.
Спинлар йиғиндиси бирга тенг.
Синглет ва триплет ҳолатлар ўртасида ўтишга, масалан S
1 
 Т
мисол бўла олади.
Бундай ўтишлар интеркомбинацион конверсия дейилади, айрим
ҳолларда масалан оғир атомларни аниқлашда (масалан галогенларни)
бўлиб қолиши мумкин.
Триплет ҳолда молекула ўз энергиясини тез йўқотиши мумкин,
жуфтлашмаган электрони бўлган элементлар (масалан кислород
молекуласи билан бошқа молекулалар тўқнашиши ва ҳоказо). Шунинг
учун флуоресценцияга қараганда фосфоресценция анча кам учрайди.
Фосфоресценция органик моддаларда, айниқса улар совутилган ҳолда
бўлса кўп учрайди.

Люминесценция -ютилган энергияни ёруғлик энергияси
тарзида чиқариш ҳодисаси.
Фотолюминесценция -электромагнит нурлар
таъсиридаги люминесценция.
Катодлюминесценция -катод нурлари таъсиридаги
люминесценция.
Труболюминесценция -кристаллни механик парчалаш
таъсиридаги ҳосил бўлган люминесценция.
Флуоресценция -ёруғлик тушиб турганда
люминесценцияланиб, ёруғлик манбаи олиб қўйилганда
шу заҳоти люминесценцияланишдан тўхташ ҳодисаи.
Фосфоресценция -нур манбаи олиб қўйилганда ҳам
люминесценцияланишнинг ваълум вақтгача давом
этиш ҳодисаси.
Люминофорлар -люминесценцияланувчи моддалар.

Sotib olish