El diagrama de Jablonski, utilizado típicamente para ilustrar la fluorescencia en espectroscopía molecular, demuestra los estados excitados de una molécula junto con las transiciones radiativas y no radiativas que pueden ocurrir entre ellas.
El diagrama de Jablonski de la absorbancia molecular y la fluorescencia
La Fig. 1 muestra el diagrama de Jablonski (Jablonski, 1933), un esquema de la transición del estado electrónico de una molécula durante el fenómeno de fluorescencia. El eje izquierdo muestra una energía creciente, mientras que una molécula fluorescente típica tiene un espectro de absorbancia. Este espectro muestra la energía o longitudes de onda donde la molécula absorberá la luz.
In conventional fluorescence, photons are emitted at higher wavelengths than the photons that are absorbed. If the incident light is at a wavelength where the molecule will absorb the photon, the molecule is then excited from the electronic ground state to a higher excited state, denoted S2 here.
Los electrones pasan entonces por una conversión interna, afectada por la relajación vibracional y la pérdida de calor al entorno. Como se muestra en la figura, la transición final de fotoemisión puede ocurrir mediante un estado singlete rápido (fluorescencia) o mediante un estado triplete más lento (fosforescencia). En la fotoluminiscencia convencional, los fotones se emiten a longitudes de onda más altas (energía más baja) que la longitud de onda de los fotones absorbidos.
Dos procesos de desactivación no radiativos compiten con la fluorescencia: la conversión interna del singlete más bajo excitado al estado fundamental y el cruce intersistémico del estado singlete excitado al estado triplet. Este último proceso conduce a la fosforescencia.
El diagrama de Jablonski en la figura 1 es extremadamente importante de entender para cualquier espectroscopista de fotoluminiscencia. Al medir un espectro de fotoluminiscencia, normalmente observamos la intensidad de la emisión, su longitud de onda o energía, y el tiempo durante el cual ocurre la emisión. Esta última es la vida útil de la fotoluminiscencia. Cualquier cantidad de factores puede afectar a estos observables PL, incluyendo la transferencia de energía hacia y desde otras moléculas, el apagado por otras moléculas, la temperatura, el pH, la polaridad local, la agregación o la ligación.
Comprender los mecanismos de estas interacciones puede proporcionar una visión sobre lo que se observa con un cambio en los espectros de fotoluminiscencia y sus observables asociados.
El físico polaco Aleksander Jabłoński, considerado el padre de la espectroscopía de fluorescencia, desarrolló el diagrama de Jablonski.
Dedicó su vida al estudio de la absorbancia y emisión molecular de luz. Su tesis doctoral, "Sobre la influencia del cambio de longitudes de onda de la luz de excitación en los espectros de fluorescencia", demostró que el espectro de fluorescencia es independiente de la longitud de onda de la luz de excitación.
Jablonski avanzó nuestro conocimiento sobre la polarización de fluorescencia en soluciones, el temple y el diagrama homónimo, explicando los espectros y la cinética de la fluorescencia, la fluorescencia retardada y la fosforescencia.
El diagrama de Jablonski también es conocido como diagrama de Perrin-Jablonski en reconocimiento a las contribuciones de los físicos franceses Jean Baptist Perrin y su hijo Francis Perrin.
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