بخشی از مقاله
چکیده – گشتاورهاي حالت پایه µg و حالت برانگیخته µe رنگینه هاي لیزري کومارین 503 و کومارین 504 در دماي اتاق مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. µe و µg این رنگینه ها با استفاده از جابجایی سولواتوکرومیک طیفهاي جذبی و نشري به صورت تابعی از ثابت دي الکتریک حلال - ε - و ضریب شکست حلال - n - به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان دادند که اختلاف گشتاورهاي حالت پایه و برانگیخته این رنگینه ها - µ e-µg - مثبت است که این به مفهوم قطبی تر بودن حالت برانگیخته رنگینه هاي تحت بررسی نسبت به حالت پایه آنهاست.
-1 مقدمه
انرژي الکترونی حالتهاي پایه و برانگیخته مولکول رنگینه تعیین کننده خصوصیات فوتوفیزیکی آن است. اثر حلال بر طیف جذبی UV/Vis جهت گشتاور دوقطبی مولکول حل شونده را در اولین حالت برانگیخته الکترونی آن تعیین می کند. گشتاور دوقطبی حالت برانگیخته یکی از خصوصیات مهمی است که اطلاعات مهمی در مورد ساختار هندسی و الکترونی مولکول در حالت برانگیخته اش به دست می دهد.
گشتاورهاي دوقطبی حالتهاي برانگیخته مولکولهاي فلوئورسانس مانند رنگینه هاي مورد مطالعه در این کار می توانند محدوده کوك پذیري انرژي گسیلی شان را با توجه به تابع قطبیت محیط تعیین کنند. روشهاي متعددي براي تعیین گشتاور دوقطبی حالتهاي تحریکی الکترونی مولکولهاي فلوئورسانسی وجود دارد که رایج ترین آنها بر اساس رابطه خطی بین عدد موج مربوط به بیشینه جذب و نشر - νa , νf - و تابع قطبیت حلال - که شامل ثابت دي الکتریک - ε - و ضریب شکست - n - می باشد - است.[1-3]
رنگینه هاي لیزري جابه جاییهایی را در طیفهاي جذبی و نشري از حلالی به حلال دیگر نشان می دهند. تغییر حلال می تواند :
تغییر از قطبی به غیر قطبی و برعکس باشد؛
تغییر در ثابت دي الکتریک حلال باشد؛
تغییر در قطبش پذیري حلال باشد.
اثر حلال بر طیفهاي جذبی و نشري اطلاعات مفیدي درباره خصوصیات فیزیکی مولکول حل شونده مانند گشتاور دوقطبی و تغییرات قطبش پذیري حالت برانگیخته به دست می دهد . [4] افراد متعددي گشتاورهاي دوقطبی رنگینه هاي لیزري متفاوتی را به دست آورده اند 3]و.[5 در این بین رنگینه هاي کومارین چون از ویژگیهاي خاصی نظیر بهره کوانتومی بالا و محدوده کوك پذیري وسیع و نیز جذب قوي برخوردارند و در نتیجه محیط بهره لیزري مناسبی براي لیزرهاي رنگینه اي به شمار می آیند، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند. در این مقاله تغییرات گشتاورهاي دوقطبی دو رنگینه کومارین - C503 - 503 و کومارین - C504 - 504 نسبت به حالت پایه محاسبه شده است.
-2 اصول نظري
برهم کنش بین مولکولهاي ماده حل شونده و حلال به ثابت دي الکتریک - ε - و ضریب شکست - n - حلال و گشتاور دوقطبی مولکولهاي حل شونده بستگی دارد.
-3 فرایندهاي تجربی
حلالهاي مورد استفاده در این کار که در جدول - 1 - ارائه شده اند همه از شرکت مرك خریداري شده و نیازي به خالص سازي بیشتر ندارند. از دستگاه اسپکتروفوتومتر Shimadzu مدل UV-2450 براي ثبت طیفهاي جذبی و از دستگاه اسپکتروفلوئوریمتر Jasco مدل FP-6200 براي ثبت طیفهاي فلوئورسانسی - در دماي اتاق - 298°K استفاده شد.
-4 نتایج و بحث
طیفهاي جذبی و فلوئورسانسی دو رنگینه C503 و C504 در حلالهاي مختلف بررسی شدند. عددهاي موجی مربوط به ماکزیمم طیف جذبی و فلوئورسانسی و پارامترهاي حلالی نظیر ضریب شکست - n - و ثابت دي الکتریک - ε - و نیز تابع قطبیت حلالی f - ε, n - در جدول - 1 - آورده شده است. به عنوان نمونه طیف جذبی و فلوئورسانسی C503 در حلال استون در شکل - 2 - نشان داده شده است. به منظور محاسبه گشتاورهاي دوقطبی رنگینه ها نمودار f - ε, n - برحسب - νa - νf - و f - ε, n - +2g - n - بر حسب - νa + νf - رسم شدند و سپس با استفاده از نرم افزار Origin6 داده ها با خط راست برازش گردیدند و به ترتیب شیبهاي m1 و m2 از نمودارها به دست آمد. سپس با استفاده از فرمول - 7 - شعاع مولکولی رنگینه ها به دست آمد و در نهایت با استفاده از فرمولهاي - 8 - و - 9 - مقادیر µg و µe محاسبه شدند. به عنوان نمونه نمودارهاي f - ε, n - برحسب - νa - νf - و f - ε, n - +2g - n - بر حسب - - νa + νf براي رنگینه C503 به ترتیب در شکلهاي 3 و 4 آورده شده اند.
