Fémkomplexek lumineszcenciája

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
KOORDINÁCIÓS KÉMIA.
Advertisements

Fémkomplexek lumineszcenciája
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
Szervetlen kémia Hidrogén
UV-VIS MOLEKULASPEKTROSZKÓPIAI MÓDSZEREK
7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
A reakciókinetika időbeli felbontásának fejlődése.
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE
Az elektromágneses spektrum
Kísérleti módszerek a reakciókinetikában
Szilárd anyagok elektronszerkezete
A FÉMEK ÁLTALÁNOS JELLEMZÉSE
Tartalom Az atom fogalma, felépítése Az atom elektronszerkezete
Kémiai kötések.
Sav-bázis egyensúlyok
A HIDROGÉN.
Ritkaföldfémek: Sc, Y és lantanidák Harangi, 2003.
Agrár-környezetvédelmi Modul Talajvédelem-talajremediáció KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc.
Az elemek lehetséges oxidációs számai
Sugárzás-anyag kölcsönhatások
A többelektronos atomok elektronszerkezete
Hagyományos reakciókinetikai mérés:
A szingulett gerjesztett állapot dezaktiválódási csatornái E SS1S1 S2S2 T1T1 T2T2 ?
Tételjegyzék a 2006/7 tanév tavaszi félévére 1.Gerjesztett állapotok keletkezése és dezaktiválódása – a Jablonski diagramm. 2.Fontosabb vizsgálati módszerek.
8. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
8. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
8. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
6.5 Infravörös színképek.
3. Ionkristály lézerek A lézerközeg: fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részét másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális.
Készítette: Mészáros Ágnes
Redukciós-oxidációs (redox) reakciók
1 OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept Képalkotó eljárások (VT), okt Fotokróm anyagok (BP), okt.
8. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
Wunderlich Lívius PhD. BME 2010
3. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
5. GÁZLÉZEREK Lézeranyag: kis nyomású (0, Torr) gáz, vagy gázelegy Lézerátmenet: elektronszintek között (UV és látható lézerek) rezgési szintek.
8. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE
XPS – röntgen gerjesztésű fotoelektron spektroszkópia
Elektrongerjesztési (UV-látható) spektroszkópia
Az elektronburok szerkezete
A halogén elemek SÓKÉPZŐK.
BODIPY fluoroforral kapcsolt enantiomertiszta monoaza-18-korona-6 éter szintézise és komplexképzésének vizsgálata Móczár Ildikó, Huszthy Péter, Kádár Mihály,
OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA Festékpróbák az anyagtudományban (KM), szept Fluoreszcencia-spektroszkópia (VT), szept Fotodinamikus.
Az anyagszerkezet alapjai
7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE 7.1 A variációs elv.
UV -látható spektroszkópia.
Fémkomplexek lumineszcenciája
Spektroszkópia Analitikai kémiai vizsgálatok célja: a vizsgálati
48°. 2, Egy 8 cm-es gyújtótávolságú gyűjtő lencsével nézünk egy tárgyat. Hova helyezzük el a tárgyat, hogy az egyenes állású kép a d = 25 cm-es tiszta.
ATOMOPTIKA atomok terelése: litografált rácsokkal, diafragmákkal stb, erős fényerőkkel (rezonanciától elhangolt erős lézerfény) > 0 („kék elhangolás”)
Biokémia Wunderlich Lívius PhD. BME 2016.
Nagyfeloldású Mikroszkópia Dr. Szabó István 12. Raman spektroszkópia TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel.
Válogatott fejezetek az anyagvizsgálatok területéről
Korszerű anyagok és technológiák
Kvantumfizikai jelenségek az élet– és orvostudományokban
12. MÁGNESES MAGREZONANCIA
A reakciókinetika időbeli felbontásának fejlődése
OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2016
Jablonski diagram Rezgési relaxáció Belső konverzió
Analitikai Kémiai Rendszer
A mai beszélgetés lényege
Magerők.
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
Ágotha Soma Általános és szerves kémia
Az elektronburok szerkezete
OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA 2004
Fotofizikai folyamatok jellemzése
Kémiai alapismeretek Ismétlés évfolyam.
Előadás másolata:

Fémkomplexek lumineszcenciája

Jablonski-diagram

Fémkomplexek elektronátmenetei CT: charge transfer MLCT: metal-to-ligand CT LMCT: ligand-to-metal CT MC: metal-centered LC: ligand-centered

[Ru(bpy)3]2+ abszorpciós és lumineszcencia spektrumai

Ru komplexek gerjesztett állapotai A gerjesztett állapotok energiája, sorrendje függ a fémion oxidációs fokától és a ligandum redox tulajdonságaitól.

Iridium komplexek lumineszcenciájának hangolása ligandumok változtatásával

Nehézatom hatás Spin-pálya csatolás miatt a spin állapotok keverednek: nem tisztán szingulett, triplett stb. állapotok lesznek A tiltott átmenetek valószínűsége megnő Mind a sugárzásos mind a sugárzásmentes átmenet sebessége megnőhet Elsősorban a rendszámtól függ (~Z4) Relativisztikus effektus Jelentős lehet pl. Pt fémek, Au (Br, I)

Nehézatom hatás  F  F / ns k ISC / s-1  P  P / ms H2TPP 0,11 13 6 x 107 4 x 10 -5 6 MgTPP 0,15 9,2 9 x 107 0,015 45 ZnTPP 0,03 2,7 4 x 108 0,012 26 CdTPP 4 x 10 -4 0,065 2 x 1010 0,04 2,4 PdTPP 2 x 10 -4 0,02 5 x 1010 0,17 2,8  F k ISC / s-1  P  P / ms naftalin 0,55 1,6 x 106 0,051 2300 1 fluor-naftalin 0,84 5,7 x 105 0,056 1500 1 klór-naftalin 0,058 4,9 x 107 0,30 290 1 bróm-naftalin 0,0016 1,9 x 109 0,27 20 1 jód-naftalin < 5 x 10 -4 > 6 x 109 0,38 2

Lumineszcencia mérése Minta: oldat, szilárd Spektrumok: emissziós, gerjesztési Kvantumhatásfok (L) Élettartam mérés: időkorrelált egyfoton számlálás (TCSPC), kapuzásos technika O2 erősen kioltó hatású → oxigénmentesítés Értelmezés → kvantumkémiai számítások

Lumineszcencia élettartam mérése TCSPC Kapuzás

Lantanidák lumineszcenciája Lantanidák: Ln - Lu Lantanidák felhasználása: lézerek: Nd, Y, Er mágnesek: Nd, Sm MRI kontraszt: Gd optika lencsék: Ln Lumineszcencia: UV: Gd3+ VIS: Sm3+, Eu3+, Tb3+, Dy3+ NIR: Nd3+, Er3+, Yb3+

Lantanidák elektronátmenetei Elektronszerkezetük: [Xe]4f 0-14, vegyértékhéj: 5d16s2 Ionok töltése általában 3+, 4f alhéjon levő elektronokat leárnyékolja a külső zárt 5s25p6 elektronhéj Koordinációs vegyületekben is döntően ionos kötés, mert a 4f elektronok nem képesek kovalens kötésre Degenerált 4f pályák felhasadnak (spin-pálya csatolás) Abszorpció – lumineszcencia: f - f átmenetek, ezeket kevéssé befolyásolja a környezet → keskeny sávok Tiltott (közvetlen) elektronátmenetek →  kicsi (<10 M-1cm-1),  : s - ms

Antenna-fémion komplexek Kromofórt tartalmazó kelátképző Ln komplex Ligandum: nagy  (103-104 M-1cm-1) Hatékony energia átadás a fémionra (exoterm) A lumineszcencia a lantanidára jellemző, (spektrum, élettartam) L növekedés

Antenna-fémion komplex

Immunoassay (Antitest-antigén asszociáció kimutatása) A minta autofluoreszcenciájának kiküszöbölése kapuzással

Antibiotikum meghatározása (kompetitív immunoassay)

Au(I) komplexek lumineszcenciája Au(I) elektronszerkezet: 5d10 Nagy (Z=79) rendszám, erős nehézatom hatás Inter vagy intramolekuláris aurofil kölcsönhatás

Aurofil (metalofil) kölcsönhatás Két vagy több Au (Ag, Cu) atom között alakul ki A van der Waals kötéshez hasonló de erősebb annál Jellemző távolság 2,75-3,40 Å Gyakran lumineszcencia kíséri

Mechanokróm lumineszcencia (JACS, 2008,130, 10044)

Mechanokróm lumineszcencia értelmezése

Fémkomplexek lumineszcenciájának felhasználása Fémionok kimutatása Fémkomplexeken alapuló szenzorok (O2, pH, ion) Biológiai alkalmazások, mikroszkópia Elektrolumineszcenciás kijelzők, OLED-ek

Fényindukált elektronátadás (PET)

Akridon alapú PET fémion szenzor (Tetrahedron, 2010, 66, 2953)

Au(I) tartalmú K+ ion szenzor Aurofil kölcsönhatás kialakulása a komplexálódás során

Oxigén szenzorok A molekuláris oxigén nagysebességgel oltja ki a gerjesztett (szingulett, triplett) állapotokat. Stern-Volmer egyenlet: Intenzitás mérés Élettartam mérés (megbízhatóbb)

Oxigén szenzor (Relatív intenzitás mérés) Fluoreszcencia intenzitása [O2] független (F=0,5ns) Foszforeszcencia intenzitása [O2] függ (F=14s)

Oxigén szenzor film A: A B B: CdTe quantum dot (kvantum pötty)

Oxigén szenzor (Intenzitás és élettartam mérés)

Oxigén eloszlás mikroszkópi vizsgálata Ru(dpp)3 Oregon Green 488

Oxigén eloszlás mikroszkópi vizsgálata lumineszcencia élettartam mérése → intenzitástól (koncentrációtól) független [Ru(bpy)3]Cl2

Szélcsatorna mérés Nyomás vizualizációja oxigén szenzor (PtTPP) alapú festékkel

pH szenzor

Cianid ion szenzor

Fluoreszcencia anizotrópia immunoassay Biológia anyagok kötődésének vizsgálata, fluoreszcencia anizotrópiával Fluoreszcencia anizotrópia: molekula rotációs diffúziójáról ad felvilágosítást r : anizotrópia (r0 : gátolt forgás esetén)  : fluoreszcencia élettartam  : rotációs korrelációs idő Perrin egyenlet: Makromolekulák és szerves fluorofórok esetén:  >>   r  r0 Megoldás: hosszú lumineszcencia élettartamú fémkomplexek alkalmazása

Foszforeszkáló Ir komplexek (OLED)