Антрацен, спектры поглощения и флуоресценции

Антрацен в чистом состоянии представляет собой бесцветные моноклинные пластинки с голубой флуоресценцией, плавящиеся при 218° С (испр.). Антрацен кипит при 340° С. Он легко сублимируется, а в твердом виде или в растворах обладает фио.летовой флуоресценцией, которая полностью исчезает при наличии даже минимальных примесей хризогена (тетрацена, нафтацена). В противоположность изомерному фенантрену антрацен лишь умеренно растворим в спирте, сероуглероде, эфире, хлороформе, ледяной уксусной кис.11оте и петролейном эфире он хорошо растворим в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол или ксилол, а также в нитробензоле и пиридине. Ниже приведен спектр поглощения антрацена (рис. 45). [c.282]

Между онектрами люминесценции и поглощения существует определенная зависимость. Спектры люминесценции всегда сдвинуты в более длинноволновую область по сравнению со спектрами поглощения. В связи с тем, что методы УФ-спектро-окаиии наиболее эффективны ири анализе ароматических веществ, люминесцентные методы также используются для исследования этих соединений в нефтяных молекулярных растворах. Эталонные спектры ароматических соединений, встречающихся в нефтях и нефтепродуктах, представлены в работе [99]. Так, в спектре свечения нафталина выделяется набор полос различной интенсивности в интервале 320—340 нм. Фенантрен обладает характерными полосами в области 345—375 им, а антрацен — 370—430 нм. Следует отметить, что достаточно узкие полосы флуоресценции (короткоживущей люминесценции) могут быть получены лишь при низких темшературах е помощью эффекта Шпольско го [15]. В растворах происходит ущирение полос, и спектр флуоресценции обычно представляет широкую бесструктурную полосу. [c.57]

Большие ошибки при определении выхода флуоресценции могут возникать, если возбуждающий свет не будет монохроматическим. Например, ртутная линия 313 нм слабо поглощается антраценом, а ртутная линия 254 нм поглощается в 100 раз сильнее. Таким образом, если линия 313 нм выделяется фильтром, который пропускает I % линии 254 нм, наблюдаемая интенсивность флуоресценции будет почти в 2 раза больше той, котора,я наблюдалась бы, если для возбуждения использовалась чистая линия 313 нм. Так как сравниваемые вещества не всегда имеют одинаковую разницу в поглощении двух линий, в измеряемое отношение выходов флуоресценции можно внести существенную ошибку. Следует отметить, что даже если для выделения ртутной линии используется монохроматор, в прошедшем через него свете может находиться большая доля рассеянного света нежелательных длин волн. Поэтому следует проверять чистоту возбуждающего света. Это можно сделать, определяя спектральное распределение света после отражения от поверхности окиси магния или (проще, но менее точно) наполняя кювету слегка мутным, но прозрачным раствором и измеряя спектр рассеянного света. [c.249]

Следовательно, если вероятность р для обоих доноров одинакова (обычно ее считают равной единице), то, измерив в одном и том же приборе и при известном отношении скоростей поглощения света относительные интенсивности и времена жизни замедленной флуоресценции, можно рассчитать отношение ( Р )1/( Р )2 Паркер и Джойс [104, 220] выбрали в качестве акцептора перилен, а для возбуждения использовали длину волны 313 нм. В этой области спектра коэффициент погашения перилена мал, поэтому эффективность образования триплетов низка и вклад замедленной флуоресценции, вызываемой прямым возбуждением перилена, пренебрежимо мал. В качестве стандартного донора они использовали антрацен, приняв для пего(фР)2 = = 0,70. Результаты Паркера и Джойс приведены в табл. 30, из которой видно, что для семи исследованных соединений сумма (фг + ф/) близка к единице. [c.293]

В большинстве случаев флуоресцирующее тело испускает лучи более длинных волн, чем поглощенные (закон Стокса). Поэтому бесцветное на-глаз тело, поглощающее лучи в. ультрафиолетовой части спектра, может давать видимую флуоресценцию. Например, антрацен, который поглощает лучи в ультрафиолетовой зоне близко к границе видимой части спектра, под действием ультрафиолетовых лучей обнаруживает голубую флуоресценцию (длина волны голубых лучей больше, чем ультрафиолетовых). Напротив, тело, поглощающее в красной части спектра, может под действием тех же лучей флуоресцировать инфракрасными лучами. [c.21]

Для многих веществ чрезвычайно чувствительными к примесям являются спектры флуоресценции. Это связано с эффективным переносом энергии от молекул- хозяев к случайным молекулам примеси [13, 36, 59, 85, 144]. Испускаемое излучение является характеристичным для молекул примеси, а не для основных молекул например, в случае когда содержание тетрацена в антрацене составляет 0,1 часть на миллион, флуоресценция антрацена едва различима, а при содержании 0,3 частей на миллион она полностью подавляется [144]. Перенос энергии изучался и во многих других случаях. Соловьев исследовал влияние второй примеси на спектры поглощения и люминесценции первой примеси в решетке основного вещества. Так, добавка стильбена в кристаллы дибензила, легированные нафта-ценом, вызывает заметные изменения сйектра нафтацена [121]. Теория примесной флуоресценции была разработана Перлиным [84]. [c.170]

Антрацено[2, 1 1,2]антрацен кристаллизуется из ксилола или нитробензола в виде умеренно растворимых желтых листочков или звездочек (т. пл. около 400° С). Раствор его в концентрированной серной кислоте окрапшвается первоначально в коричневый, а затем в зеленый цвет. Растворы в органических растворителях обладают интенсивной синей флуоресценцией. Спектр поглощения углеводорода представлен па рис. 62. [c.362]

Значительные ошибки при измерении оптической плотности могут возникать, если спектр поглощения в исследуемой области довольно крутой. Большинство ртутных линий состоит из ряда тесно расположенных линий или уширенной линии, если используется лампа высокого давления. Свет, выделяемый монохроматором из излучения ксеноновой лампы, обычно содержит даже еще более широкие полосы. Поэтому, если спектр поглощения очень крутой, следует измерять оптическую плотность раствора тем же пучком света, который используется для возбуждения флуоресценции. Необходимо, однако, отметить, что эта процедура не исправляет полностью немонохромэтичность возбуждающего света. В частности, не вводится поправка на присутствие небольшой доли света с сильно отличающейся длиной волны, для которой коэффициент поглощения во много раз больше, как в случае с антраценом, описанном выше. Из-за трудности получения точных значений поглощения для полихроматического света при измерении выходов флуоресценции ртутные лампы используются чаще ксеноновых. [c.249]

Во втором случае (дальнодействие) нет необходимости иметь цепь молекул для переноса энергии. Связь осуществляется через поле излучения условие этого, как мы видели в разделе III, 4,Б, состоит в требовании, чтобы спектр поглощения акцептора перекрывался со спектром флуоресценции донора. Если действует этот механизм, то перенос энергии может происходить в неактивных средах, таких, как твердые стекла и кристаллы другого основного вещества, у которого уровни энергии расположены выше, чем у обеих примесных молекул. Имея это в виду,Фергюсон провел опыты, в которых оба соединения — антрацен и тетрацен — были растворены в основном кристалле нафталина. Он обнаружил, что в разбавленных растворах (молярное отношение для каждой из компонент составляет 3-10 ) происходит эффективный перенос энергии. А так как при этих условиях исключается перенос экситона, то выбор может быть сделан только между радиационным механизмом [2] и резонансным переносом (типа переноса по Фёрстеру). Малая концентрация веществ и геометрические соображения позволяют исключить радиационный процесс. Тем не менее даже в тех случаях, когда в кристаллах только 35% возбуждающего света поглощается антраценом (т. е. в полосе поглощения антрацена кристалл был оптически тонким), 90% излученного света идет от тетрацена. Вычисленное среднее расстояние переноса составляет 44 А, что хорошо согласуется с теорией Фёрстера, уточненной Декстером [74], включившим в рассмотрение колебательные уровни поглощающей молекулы. [c.119]

Подробные исследования изменений в спектрах флуоресценции кристаллов различных аценов (нафталин, антрацен, тетрацен), полифенилов (дифенил, п-терфенил, п-квартерфенил) и флуорена при облучении Со были выполнены Шарном [95]. Полученные им результаты измерений ослабления спектра флуоресценции антрацена представлены на рис. 19. Шарн показал, что этот процесс в общем сходен с тем, который описывается приведенными выше уравнениями (62) и (63), но обнаружил в некоторых случаях различия в значениях Е1/ для различных максимумов спектра флуоресценции. Он предложил объяснение этого эффекта на основе теории экситонов и (или) центров тушения различной энергии. Альтернативным и более простым объяснением может быть отнесение этих различий за счет различий в спектрах поглощения и (или) в спектрах люминесценции повреж- [c.198]

I ч роматические вещества с конденсированными ядрами, как жАталин, антрацен и т. д., имеют наравне с бензолом структур- спектр поглощения и испускания и дают интенсивную флуоресценцию. По мере увеличения числа колец спектр смещается в красную сторону, а полосы становятся диффузными. [c.17]

По влиянию на спектры Черкасов разбил заместител на две группы. К первой отнесены те заместители (напри мер, алкильные, галоидные и т. д.), которые вызываю-некоторый батохромный сдвиг полосы, не изменяя су щественно ее вида по сравнению с соответствующей поло сой антрацена. Во вторую группу включены сильно изме няющие спектр заместители, которые имеют кратные связи сопряженные с л-системой антрацена, или связаны с угле родом антраценового ядра через атомы с неподеленным] парами электронов (например, NH2,0H). Если взаимодей ствию я- или /г-электронов заместителей второй группы > я-электронами антраценового ядра не препятствуют сте рические факторы, то спектры замещенных антрацен, изменяются настолько, что идентификация отдельны электронно-колебательных полос становится весьма труд НОЙ. При стерически затрудненном сопряжении, что на блюдается, в частности, у жезо-замещенных антрацена длинноволновая полоса поглощения имеет типичный дл антрацена вид, но в спектрах флуоресценции обнаружи ваются специфические изменения (размытая колебательна структура, нарушение зеркальной симметрии, увеличе ние стоксового сдвига). [c.156]

Стивенс [191] исследовал влияние ориентации молекул на флуоресценцию и перенос энергии у некоторых кристаллических ароматических углеводородов. В случае протяженных плоских ароматических молекул, таких, как нафталин, антрацен, фенантрен и хризен, флуоресценция кристалла весьма напоминает флуоресценцию раствора. Примерно зеркальное соотношение между флуоресценцией и поглощением этих молекул позволяет установить, что излучающими частицами являются мономеры. С другой стороны, в случае молекул, которые имеют форму, более или менее напоминающую диск, флуоресценция кристалла представляется в виде широкой бесструктурной полосы, значительно смещенной в длинноволновую область спектра по сравнению с соответствующей флуоресценцией раствора. Этот класс соединений включает пирен, перилен, 1,12-бензперилен, коронен, овален, 3 4-бензпирен и 20-метилхолантрен. Аналогичные результаты были получены [157] для тонких пленок пирена и перилена. Стивенс объясняет эти явления очень сильным взаимодействием между молекулами в последнем случае. Возникает оно вследствие значительно более тесного расположения и большего перекрывания плоскостей молекул, чему благоприятствует тип кристаллической решетки для класса молекул, имеющих форму диска. Подтверждение этих представлений получено при рентгенографических исследованиях [175], которые показали, что для таких протяженных плоских молекул, как антрацен, кристаллическая решетка такова, что перекрывание ix-орбиталей происходит только между соседними параллельно ориентированными молекулами. В этом случае взаимодействие в низшем возбужденном синглетном состоянии мало по сравнению с внутримолекулярной энергией. Это приводит лишь к небольшому смещению флуоресценции в длинноволновую область спектра (100 см ) и не вызывает исчезновения колебательной структуры. С другой стороны, молекулы, имеющие форму диска, предпочтительно образуют решетку, в которой элементарная ячейка содержит пару почти полностью перекрывающихся соответствующих молекул с межплоскостным расстоянием примерно 3,5 А. Взаимодействие оказывается сильным, наблюдаются явно выраженное смещение флуоресценции в длинноволновую область и потеря структуры. Фергюсон [82] в случае флуоресценции кристалла пирена наблюдал также [c.124]

Поскольку не существует общих универсальных химических методов определения моно- и полициклических углеводородов и их производных, часто используют инструментальные методы (УФ-спектроскопию). Моноядерные ароматические углеводороды (особенно производные бензола) дают интенсивную полосу поглощения в интервале 250—280 нм, если они не содержат в боковой цепи сопряженных ненасыщенных углерод-урле-родных связей. Используя эту полосу поглощения, можно определять концентрацию бензола на уровне микромолей в водных растворах [22]. Конденсированные полициклические углеводороды поглощают в области тех длин волн, где простые ароматические соединения имеют очень слабое поглощение. Так, например, нафталин (в изооктане) при 220,5 нм, антрацен (в этаноле) при 276 пм и хризен (в этаноле) при 268 нм имеют молярный коэффициент поглощения порядка 10 . Для их идентификации или полумикроопределения можно использовать спектры флуоресценции в растворах гексана или циклогексана. Флит и др. [23] определяли конденсированные ароматические углеводороды в диметилформамиде по люминесценции, возникающей при наложении низковольтного переменного напряжения на электроды. [c.442]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология