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第1章 绪论1

1.1 光化学学科的形成与发展趋势1

1.2 自然界的光化学4

1.3 光化学开辟了科学技术研究与应用的新篇章5

参考文献6

第2章 激发态的产生及其物理特性8

2.1 激发态的产生8

2.1.1 构造原理8

2.1.2 光和分子的相互作用9

2.1.3 轨道能、电离势和电子亲和能10

2.1.4 几个重要的光化学定律11

2.1.5 选择规则12

2.1.6 电子跃迁与吸收光谱17

2.2 激发态19

2.2.1 单重态和三重态19

2.2.2 跃迁及激发态的表示方法19

2.2.3 雅布隆斯基图20

2.2.4 单重态与三重态的性质比较21

2.2.5 n→π跃迁和π→π跃迁22

2.2.6 激发态与基态的性质比较25

2.3 激发态的失活28

2.3.1 失活途径概述28

2.3.2 激发态的寿命29

2.3.3 量子产率30

参考文献31

3.1 光吸收和辐射的关系33

第3章 辐射跃迁33

3.2 荧光35

3.2.1 荧光产生的必要条件35

3.2.2 影响荧光的主要因素35

3.2.3 荧光速率常数、强度、量子产率和荧光寿命37

3.2.4 荧光光谱38

3.2.5 高级激发态的荧光39

3.3 磷光40

3.3.1 磷光的产生及磷光速率常数40

3.3.2 磷光量子产率41

3.3.3 磷光光谱42

3.3.4 室温下液态溶液中的磷光42

3.4 延迟荧光42

3.4.1 E型延迟荧光43

3.4.2 P型延迟荧光43

3.5 激基缔合物与激基复合物44

3.5.1 电荷转移跃迁44

3.5.2 形成与特征44

3.6 荧光技术的应用45

3.7 闪光光解46

参考文献47

第4章 无辐射跃迁49

4.1 无辐射跃迁理论49

4.2 内转换50

4.2.1 速率常数50

4.2.2 量子产率51

4.3 系间窜越52

4.4 单分子过程的光物理动力学55

参考文献56

第5章 势能面58

5.1 光化学反应的特点58

5.2 势能曲线60

5.2.1 谐振子的量子力学模型60

5.2.2 双原子分子的非谐振子模型62

5.2.3 碰撞对分子势能的影响62

5.3.1 经典模型63

5.3.2 经典而量子化的模型63

5.3 辐射跃迁63

5.2.4 从双原子分子推广到多原子分子63

5.3.3 量子力学解释64

5.4 无辐射跃迁65

5.4.1 势能面的几种典型情况65

5.4.2 经典解释65

5.4.3 波动力学解释66

5.5 势能面与光化学反应的关系66

5.5.1 对光化学有意义的势能面的特征66

5.5.2 光化学反应的分类67

参考文献68

第6章 能量转移和光致电子转移69

6.1 能量转移及相关概念69

6.2 能量转移的作用和意义69

6.3 能量转移的分类和机制71

6.3.1 辐射机制71

6.3.2 无辐射的能量转移72

6.4.1 分子扩散距离与时间的关系77

6.4 扩散对能量转移的影响77

6.3.3 通过化学键的能量转移77

6.4.2 无扩散的能量转移——Perrin方程78

6.4.3 能量转移的可逆性79

6.4.4 在溶液中的能量转移79

6.5 能量转移过程80

6.5.1 三重态-三重态能量转移80

6.5.2 单重态-单重态能量转移82

6.6 敏化和猝灭83

6.7.1 三重态-三重态能量转移85

6.7 能量转移的动力学——Stern-Volmer方程85

6.7.2 单重态-单重态能量转移86

6.8 光化学反应的动力学87

6.9 电子转移和光致电子转移88

6.9.1 电子转移与能量转移的比较88

6.9.2 Marcus电子转移理论89

6.9.3 Rehm-Weller方程92

参考文献93

第7章 分子轨道对称守恒原理及其应用95

7.1 成键原理95

7.2 前线轨道理论96

7.2.1 电环化反应97

7.2.2 环加成反应100

7.2.3 σ键迁移反应104

7.2.4 螯移变反应106

7.3 Longuet-Higgins的能级相关理论110

7.3.1 能级相关图的构成110

7.3.2 电环化反应111

7.3.3 环加成反应112

7.4 状态相关理论简介114

7.4.1 状态相关图的构成114

7.4.2 状态相关图示例115

7.5 中国化学家对分子轨道对称守恒原理的贡献116

参考文献117

第8章 烯烃光化学119

8.1 烯烃激发态的特性119

8.2.1 顺-反异构化反应120

8.2 分子内反应120

8.2.2 电环化反应123

8.2.3 分子内环合加成124

8.2.4 二π甲烷重排反应126

8.3 分子间反应131

8.3.1 溶剂加成反应131

8.3.2 二聚与环加成135

参考文献140

9.1.2 苯的价键异构化反应142

9.1.1 芳烃电子激发态的模型142

第9章 芳烃光化学142

9.1 芳烃激发态的特性142

9.1.3 芳烃激发态的能级和动态学145

9.2 芳烃的初级光化学反应146

9.2.1 芳烃的环合加成146

9.2.2 芳烃的光二聚151

9.2.3 芳烃的光取代反应156

9.2.4 光Fries重排159

参考文献161

第10章 羰基化合物的光化学164

10.1 羰基化合物的激发态164

10.1.1 羰基激发态的特性164

10.1.2 羰基化合物的光谱特性166

10.2 羰基化合物的初级光化学过程168

10.2.1 分子间光还原反应（吸氢反应）168

10.2.2 分子内吸氢光还原（Norrish Ⅱ型反应）174

10.2.3 羰基化合物的α-位断裂反应179

10.2.4 羰基化合物与烯烃的加成反应188

参考文献195

第11章 共轭烯酮的光化学199

11.1 共轭烯酮激发态的模型及其光物理特性199

11.2 共轭烯酮的初级光化学过程201

11.2.1 环己烯酮的光重排201

11.2.2 共轭环己烯酮A型重排的特点202

11.2.3 芳基取代的环己烯酮光重排（B型重排）205

11.3 共轭烯酮的光环合加成反应207

11.2.4 2,4-环己二烯酮的光重排207

11.3.1 共轭环烯酮与链烯烃的分子间环合加成208

11.3.2 共轭环烯酮的分子内环合加成210

11.3.3 几种特殊的共轭环烯酮的分子间环合加成210

11.3.4 共轭烯酮的一些特殊反应212

参考文献214

第12章 光消除和光裂解反应216

12.1 偶氮化合物的光消除反应216

12.1.1 环状偶氮化合物的光消除反应216

12.1.2 链状偶氮化合物的光消除反应217

12.2.1 碳宾的结构和性质218

12.2 重氮化合物的光消除反应218

12.2.2 碳宾的反应219

12.3 叠氮化合物的光消除反应221

12.3.1 氮宾的结构221

12.3.2 脂环族叠氮化合物和脂肪族叠氮化合物的光解221

12.3.3 芳基叠氮化合物的光解222

12.3.4 酰基叠氮化合物的光解223

12.4.1 反应机理224

12.3.5 在有机合成上的应用224

12.4 碳氧化合物的光消除224

12.4.2 光解反应226

12.5 有机硫化物的光解228

12.5.1 硫醚的光解228

12.5.2 硫酯的光解229

12.5.3 磺酰胺的光解230

12.5.4 硫酮的光化学231

12.5.5 砜和亚砜的光解233

参考文献234

第13章 光敏氧化反应236

13.1 概述236

13.2 单重态氧的电子结构及特性237

13.3 产生单重态氧的方法238

13.3.1 染料敏化238

13.3.3 亚磷酸酯-臭氧加合物的分解239

13.3.4 桥环过氧化物的分解239

13.3.2 次氯酸钠-过氧化氢水溶液239

13.4 烯烃在单重态氧反应中活性的度量——β值240

13.5 ene反应241

13.5.1 特点241

13.5.2 机理243

13.6 1,2-位加成反应245

13.7 1,4-位加成反应248

13.8 酚类的光氧化反应252

13.9 电子转移光氧化反应254

13.10 含杂原子化合物的光氧化反应258

参考文献259

第14章 光功能材料262

14.1 光信息存储材料262

14.1.1 光盘262

14.1.2 光记录材料263

14.1.3 一种新型高密度光存储技术——光化学烧孔264

14.2 光致变色材料265

14.2.1 概述265

14.2.2 有机光致变色化合物266

14.2.3 光致变色光信息存储材料269

14.2.4 光致变色材料的其他应用270

14.3 高分子光功能材料270

14.3.1 光致抗蚀剂271

14.3.2 光固化涂料与油墨272

14.3.3 光固化胶黏剂272

14.3.4 激光直接制版印刷材料272

14.3.5 高分子光稳定剂273

14.4.1 概述274

14.4 发光材料274

14.4.2 光致发光材料275

14.4.3 电致发光材料276

14.4.4 射线致发光材料279

14.4.5 等离子体发光材料280

14.4.6 化学发光材料280

14.5 光电导材料281

14.5.1 概述281

14.5.2 光电导材料的分类及其表征282

14.5.3 光电导材料的应用283

14.6 光折变材料283

14.6.1 概述283

14.6.2 有机高分子光折变材料284

参考文献286

第15章 生物光化学288

15.1 光合作用及其人工模拟288

15.1.1 光合作用概述288

15.1.2 光合色素的结构和功能289

15.1.3 光合作用的人工模拟293

15.2.1 植物光敏色素297

15.2 植物光敏色素与光形态发生297

15.2.2 光形态发生299

15.3 生物分子的敏化氧化300

15.3.1 敏化氧化的类型300

15.3.2 类型Ⅰ反应的机制300

15.3.3 类型Ⅱ反应的机制301

15.3.4 生物分子在体外的敏化氧化研究301

15.4.1 光动力效应概述305

15.4.2 光动力效应中生物基质的变化305

15.3.5 影响敏化氧化效率的因素305

15.4 光动力效应及其应用305

15.4.3 光动力效应的应用——光动力治疗307

15.5 紫外光对生物组织的影响308

15.5.1 概述308

15.5.2 核酸物质的光化学309

15.5.3 皮肤的光损伤及其防护310

15.6.1 人的视觉概述311

15.6 视觉过程的光化学311

15.6.2 视色素及其光化学312

15.7 新生儿黄疸病及其光疗机理314

15.7.1 新生儿黄疸病314

15.7.2 新生儿黄疸病的起因315

15.7.3 新生儿黄疸病的光疗机制316

15.8 生物发光316

15.8.1 生物发光概述316

15.8.3 生物发光机理317

15.8.2 生物发光的类型317

15.8.4 生物发光的应用319

参考文献320

第16章 环境光化学322

16.1 光化学与环境的关系322

16.2 臭氧层的光化学324

16.2.1 臭氧层概述324

16.2.2 臭氧层的生成及其平衡324

16.2.3 人类活动对臭氧层的影响326

16.2.4 氟里昂替代物的光化学327

16.3 光化学烟雾328

16.3.1 光化学烟雾概述328

16.3.2 光化学烟雾形成机制328

16.4 酸雨330

16.4.1 酸雨概述330

16.4.2 酸雨形成机制330

16.5 环境污染有机物的光化学331

16.5.1 烷烃332

16.5.2 烯烃333

16.5.3 单环芳烃334

16.5.4 多环芳烃335

16.5.5 多氯联苯337

16.5.6 农药338

16.6 治理环境污染的光化学技术340

16.6.1 以分子氧为基础的光化学氧化法340

16.6.2 以活化双氧水为基础的光化学氧化法342

16.6.3 紫外光-臭氧光氧化法344

参考文献345