Gaussian计算荧光发射能与振子强度的问题

晓来雨过

在按照 http://sobereva.com/314 帖子里的方法，优化了S1后，计算得到的荧光发射能如图1，发现在excited state 4中的振子强度远大于S1→S0的。然后对S4进行了优化，结构几乎没有变化，计算得到的荧光发射能如图2，是否可以认为该体系的荧光发射是从S4→S0的？或者说这个荧光发射不仅可以从较低能级跃迁回基态，还可以从S4以荧光发射的形式跃迁回基态？谢谢老师！

wzkchem5

不是这么个逻辑。
吸收的强度是简单地和振子强度成正比的，但是发射不是。发射的速率常数和振子强度成正相关，但是发射的强度只和荧光量子产率有关系，而荧光量子产率不仅与振子强度成正相关，还和内转换速率常数、系间穿越速率常数成负相关。这就是为什么大多数分子都只从S1发荧光，因为S2到S1、S3到S2等的内转换比荧光发射快得多，一般只有S1到S0的内转换相对较慢。从这个意义上讲，内转换速率常数对发射强度的影响，比振子强度的影响还大。
所以不能简单地因为S4的振子强度比S1大，就说S4发射更容易。事实上针对你的体系，S4和S3的gap特别小，说明S4到S3的内转换极其容易，因此S4应该是不发荧光的。

smjq1027

您好，我最近也刚接触荧光和振子强度。看您回复帖子的意思有点明白了，但是不知道我的理解对不对。
您意思是计算吸收光的能力，是和S0到S1的振子强正相关。
计算发射荧光能力是和荧光离子产率正相关，荧光量子产率和S1到S0的振子强度正相关，所以荧光发射能力和S1到S0的振子强度也成正相关，S1到S0的振子强度数值越大，可能荧光发射能力越强，从S1就更容易跃迁到S0,从而更容易容易发射荧光，因为荧光发射强度还和内转化速率常数啥的有关。不知道我理解的意思对嘛？希望老师能解惑，感谢。

wzkchem5

smjq1027 发表于 2023-3-22 03:03
您好，我最近也刚接触荧光和振子强度。看您回复帖子的意思有点明白了，但是不知道我的理解对不对。
您意思 ...

荧光量子产率等于荧光发射速率常数除以总弛豫速率常数
总弛豫速率常数等于荧光发射速率常数加上非辐射弛豫速率常数
只有荧光发射速率常数和振子强度成正相关，但振子强度为0时荧光发射速率常数一般非0，而是一个较小的正值，因为有Herzberg-Teller效应的贡献
由以上结论你可以自行判断你说的哪些是对的

smjq1027

wzkchem5 发表于 2023-3-22 17:18
荧光量子产率等于荧光发射速率常数除以总弛豫速率常数
总弛豫速率常数等于荧光发射速率常数加上非辐射弛 ...

谢谢老师解答，您刚刚的回复中表达的意思是荧光量子产率和振子强度呈负相关，可是之前您的回复中说荧光量子产率和振子强度呈正相关，是我理解有误吗？

wzkchem5

smjq1027 发表于 2023-3-22 10:29
谢谢老师解答，您刚刚的回复中表达的意思是荧光量子产率和振子强度呈负相关，可是之前您的回复中说荧光量 ...

a,b,c都是正数，a和c正相关，那a/(a+b)和c当然也是正相关。不要光看到分母上的a，忘了分子上的a

smjq1027

嗯嗯 是我没仔细推敲 才接触相关知识有点不太专业 您所说的荧光量子产率是指单位时间(秒)内，发射二次辐射荧光的光子数与吸收激发光初级辐射光子数之比值。是不是我可以理解一般情况下，S1-S0之间荧光量子产率越大的话，从S1到S0发射荧光的能力就可能越强？（在另一个帖子中您的解答里面的非辐射弛豫过程我再好好学习学习相关知识）。

wzkchem5

smjq1027 发表于 2023-3-22 10:44
嗯嗯 是我没仔细推敲 才接触相关知识有点不太专业 您所说的荧光量子产率是指单位时间(秒)内，发射二次辐射 ...

可以这么认为。但关键还是在于你得明确定义什么叫”发射荧光的能力“，你可能会发现要想严格定义这个概念，只能把它直接定义成量子产率，那样的话”量子产率越大，发射荧光的能力越强“这个结论虽然正确，但是trivial。

smjq1027

wzkchem5 发表于 2023-3-22 18:05
可以这么认为。但关键还是在于你得明确定义什么叫”发射荧光的能力“，你可能会发现要想严格定义这个概念 ...

感谢老师的回复，受益匪浅