Mechanisms of Relaxation of Electronic Excitation of Triazido-S-triazine

Abstract

Відкриття фулеренів і ідентифікація вуглецевих нанотрубок стали етапом у розвитку матеріалознавства, приладобудування і нової нанотехнології. В результаті проведених досліджень механізмів релаксації електронного збудження в симетричних молекулах триазидо-S-триазину показано, що С3- симетрія молекули зумовлює той факт, що енергетичні рівні збуджених станів виступають трійками. Серед триплетних станів найнижчу енергію мають перші три ππ*-стани, за ними знаходяться три πσ*-стани. Серед синглетних станів найнижчу енергію мають перші три πσ*-стани. Наступні стани є ππ*-станами, відповідальними за спектри УФ поглинання молекули. Збудження молекули в ці стани швидко релаксує в πσ*-стани, з яких можливе протікання процесів дисоціації молекули. З іншого боку, πσ* конфігурація синглетних станів сприяє швидкій конверсії молекули в триплетні πσ*-стани. Показано, що конфігураційна взаємодія між трьома локальними πσ*-станами приводить до створення трьох делокалізованих молекулярних орбіталей (МО). При цьому створюються три енергетичні рівні збудженого стану, найнижчому з яких відповідає МО, яка має С3-симетрію. Інші дві МО мають понижену симетрію, а тому саме вони відповідальні за дисоціацію молекули. Виявилось, що дисоціативну потенціальну поверхню мають стани Т5 та S3. Взаємодія між станами спричинює пониження квантового виходу фотодисоціації молекули.

The discovery of fullerenes and the identification of carbon nanotubes became a stage in the development of materials science, instrumentation, and new nanotechnology. As a result of studies of the mechanisms of electronic excitation relaxation in symmetric molecules of triazido-S-triazine, it is shown that the C3 symmetry of the molecule determines the fact that the energy levels of the excited states are treefold. Among the triplet states, the first three ππ*-states have the lowest energy, followed by three πσ*- states. Among the singlet states, the first three πσ*-states have the lowest energy. The following states are ππ*-states responsible for the UV absorption spectra of the molecule. The excitation of a molecule into these states quickly relaxes into πσ*-states from which the processes of dissociation of the molecule are possible. On the other hand, the πσ*-configuration of singlet states facilitates the rapid conversion of the molecule into triplet πσ*-states. It is shown that the configurational interaction between three local πσ*- states leads to the creation of three delocalized molecular orbitals (MO). This creates three energy levels of the excited state, the lowest of which corresponds to the MO, which has C3 symmetry. The other two MOs have reduced symmetry, and therefore they are responsible for the dissociation of the molecule. It turned out that states T5 and S3 have a dissociative potential surface. The interaction between the states causes a decrease in the quantum yield of the photodissociation of the molecule.