Z badań nad widmami pochłaniania i fluorescencji pochodnych naftalenu. 2)
S t r e s z c z e n i e .
Zarówno widm a pochłaniania, jak i fluorescencji roztworów rozcień
czonych w yk azu ją strukturę pasm ową. Pow staje zagadnienie, cz y i w ja kim stopniu istnieje odpowiedniość m iędzy poszczególnem i pasmami absorbeji i fluorescencji, cz y li w jak i sposób energja pochłonięta zostaje dzielona i przetw arzana przez cząsteczki.
W zw iązku z tern zagadnieniem zbadano widm a roztw orów benze
nowych szeregu węglowodorów należących do jednej grupy, mianowicie:
naftalen, acenaften, biacenaftyliden i fluorocyklen. D ają one widm a złożone z licznych i dobrze zróżniczkow anych pasm.
W ich widm ach pochłaniania zauważono wspólne pasma, które wobec tego należy przypisać wspólnej dla w szystkich tych zw iązków grupie naftalenow ej. Stwierdzono ponadto, że roztw ory benzenowe naftalenu i acenaftenu nie dają fluorescencji, biacen i fluorocyklen zaś dają silną fluorescencję fioletowo-niebieską. P rzy naświetlaniu jed n ak roz
tw orów benzenowych tych zw iązków światłem o długościach fali odpo
w iad ających pasmom naftalenow ym , fluorescencja nie daje się w zbudzić.
N a tej podstaw ie m ożna b yło w yw nioskow ać, że w w ym ienionych zw iązkach gru py chemiczne, wchodzące w skład cząsteczki, pochłaniają światło o w łaściw ych im częstościach oraz przetw arzają otrzym an ą energję do pewnego stopnia samodzielnie.
Zakład F izy k i Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego.
R ę k o p i s o t r z y m a n y dn. 10 p a ź d z ie r n ik a 1932.
x) V o r g e t r a g e n b e i der V I . T a g u n g der P o l n i s c h e n P h y s i k e r i n W a r s c h a u , i m S e p t e m b e r 1932.
2) P r a c a r e f e r o w a n a na V I Z j e ź d z i e F i z y k ó w P o l s k i c h w W a r s z a w i e , w e w r z e śniu 193 2.
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E i n l e i t u n g .
Die Absorptions- und Fluoreszenzspektren verdünn ter Lösungen weisen eine für die untersuchte Substanz charakteristische B an den struk
tur auf. Es entsteht die Frage, welcher A rt der Zusam m enhang zwischen beiden Spektren ist, d. h. auf welche W eise die absorbierte E nergie unter die M oleküle verteilt und wie sie um gebildet wird.
Um diese Frage zu beantw orten, wurden die Substanzen untersucht, deren M olçkülspektrum aus zahlreichen, leicht trennbaren Banden be
steht. Zu diesem Zw eck eignet sich eine Gruppe der neuen K ohlenw asser
stoffverbindungen, die im chem ischen In stitu t der U n iv ersitä t Krakau von Prof. D z i e w o ń s k i 1) hergestellt wurden. B ei Zim m ertem pera
tur sind diese Substanzen feste K örper, die in Form von glänzenden, stark doppelbrechenden B lättch en kristallisieren. Diese Substanzen sind schwer im A lkoho l, leichter im X y lo l, B enzol und N itrobenzol löslich.
Es wurden N aphtalin , A cenaphten, B iacen ap h tylid en und Fluoro- c y k le n 2) untersucht. Die Strukturform eln dieser Verbindungen sind folgende :
N a p h t a l i n A c e n a p h t e n B i a c e n a p h t y l i d e n F l u o r o c y k l e n
M e t h o d e u n d E r g e b n i s s e d e r U n t e r s u c h u n g e n . I. Absorption. Die im B ren npunkt der Q uarzlinse L sich befin
dende L ich tq uelle 0 gibt ein paralleles Strahlenbündel, das durch das Absorptionsgefäss K auf den Sp alt des Spektrographen fä llt (Fig. i).
A ls L ich tq uellen dienten: eine Q uarzlam pe m it W olfram ban d oder das L ich t eines in L u ft brennenden M agnesiumbandes. Beide L ich tq uellen geben ein zum Zw eck dieser A rbeit hinreichend weit ins U ltrav io lett reichendes kontinuierliches Spektrum .
!) D o l i ń s k i i D z i e w o ń s k i , B u l l . A c a d . C r a c . 191 4, S. 389— 398;
1 9 1 5 , S. 44— 57. D z i e w o ń s k i i L i t i ń s k i , B u l l . A c a d . C r a c . 19 2 g, S. 1 9 7 — 205.
2) D i e d a s F l u o r o z y k l e n b e t r e f fe n d e n , in die ser A r b e i t a n g e f ü h r t e n E r g e b n i s s e , s i n d v o n F r l . F r ą c z e k e r h a l t e n w o r d e n . D i e A r b e i t w i r d d e m n ä c h s t i m D r u c k e r s c h e in e n .
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X 0
0 L K
F i g . i.
Die zu den Untersuchungen dienenden Substanzen wurden in B en zollösung verw andt, deshalb konnten die Absorptionsm essungen nur bis 2850 Ä nach kurzen W ellenlängen hin reichen, da das kurzw elligere Gebiet bei den angewendeten Schicht dicken (1 m m — 10 cm) vom Benzol absorbiert wird.
Das A uftreten der N aphtalingruppe C10 H s m achte eine U ntersu
chung des Absorptions- und Fluoreszenzspektrum s dieser Gruppe nötig.
Sie tritt selbständig in der Substanz N aphtalin C10 H s auf. Es wurde Schichtdicke, Expositionsdauer u. s. w. abhängigen Versuchsbedingungen auf. Sie sind schwach und diffus, so dass die Bestim m ung der Lage
Die erhaltenen Banden können in zwei deutlich verschiedene Gruppen zusammengefasst werden. Zur ersten Gruppe (A) gehören die vier ersten Banden, von langen W ellenlängen an gerechnet; sie treten stark und deutlich auf. Zur zweiten Gruppe (B) — die fünf übrigen Banden, die schwach und infolgedessen schwerer ausmessbar sind.
d) Das Absorptionsspektrum des Fluorocyklens Cig H28, dessen Molekül, wie man aus der Strukturform el ersieht, aus 2 verbundenen Biacengruppen besteht, setzt sich an 7 Banden (Tab. I) zusammen, in
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denen man ebenfalls, ähnlich w ie im B iacen, 2 B andengruppen (A) und (B) unterscheiden kann.
Die M axim a der Absorptionsbanden sind:
T a b e l l e I. eines Kohlenbogens fiel auf ein quaderförm iges Fluoreszenzgefäss aus Q uarz (Fig. 2). Das Fluoreszenzspektrum wurde m ittels eines i besteht das F luoreszenzspektrum des Biacens aus 3 starken deutlichen
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c) Das Fluoreszenzspektrum des Fluorocyklens besteht ebenfalls aus 3 starken und deutlichen Banden und aus einer vierten schwächeren langwelligeren Bande, die F rl. M a k o w i e c k a erhalten hat.
D ie M axim a liegen bei folgenden W ellenlängen:
I. 4060 A III. 4685 Ä II. 4390 Ä IV . 5030 Ä
Diese Fluoreszenzspektren wurden weiter bei E rregung m it gefil
terter Strahlung untersucht. A ls F ilte r dienten: gewöhnliches Glas, das das kurzw ellige Gebiet bis 3400 Ä absorbiert und W o o d sches Glas. E s konnten keine Unterschiede in der Intensitätsverteilung der Fluoreszenz festgestellt werden. E s w urde auch m onochromatische Erregung versucht. Zu diesem Zw eck wurde m ittels des sehr lichtstarken Doppelm onochrom ators von v a n C i t t e r t ein schmaler, die Breite der betreffenden Absorptionsbande nicht überschreitender W ellenlängen
bereich ausgesondert. Es zeigte sich, dass die den Absorptionsbanden der Gruppe A entsprechenden W ellenlängen das ganze Fluoreszenz
spektrum erregen, während die übrigen unwirksam sind.
W ie die durch die Gruppe B absorbierte Energie um gebildet wird, konnte bisher nicht aufgeklärt werden. Es wurde keine durch die absor
bierte Energie bedingte Fluoreszenz festgestellt. Es entstand die Frage, ob nicht eine deutliche photochemische R eaktion durch den Absorptions
prozess hervorgerufen wird. Zu diesem Zw eck wurden die Benzollösungen von Biazen in Glas- und Quarzgefässen einer m ehrtägigen W irkung der Sonnenstrahlen ausgesetzt. W eder Veränderung der Fluoreszenz
fähigkeit noch Farbenänderung der Substanz wurden jedoch festge- stellt. Selbst nach mehrstündiger Belichtung sehr dünner Schichten (1— 1,5 mm Dicke) durch eine starke Lichtquelle m achte sich keine Veränderung der Substanz bemerkbar.
Z u s a m m e n s t e l l u n g u n d S c h l u s s f o l g e r u n g e n . Die hier untersuchten Substanzen weisen, wie man aus den oben angegebenen Zahlenwerten ersieht, teilweise gemeinsame Banden auf, die ihrer Lage, B reite und Schärfe nach den N aphtalinbanden entsprechen.
Die N aphtalingruppe absorbiert also Licht von den ihr entsprechenden Frequenzen im gewissen Grade unabhängig von den übrigen, das Mole
külkom plex bildenden Atom gruppen.
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Noch deutlicher äussert sich die U nabhän gigkeit der N aphtalin gru ppe in der Fluoreszenz. N ap htalin und A cenaphten weisen keine Fluoreszenz auf. A uch im Biacen tritt bei m onochrom atischer E rregun g m it den, den N aphtalin ban den entsprechenden Frequenzen keine Fluoreszenz auf.
W enn man dazu die Strukturform eln der V erbindungen beachtet und
zenzerscheinungen der einzig verschiedene F a k to r beider Verbindungen, C = C, veran tw ortlich sein muss. D araus könnte m an folgern, dass B en
zollösungen derjenigen Kohlenw asserstoffverbindungen, die doppelt ge
bundene C-Atom e haben, Fluoreszenzstrahlung aufweisen sollten. Dieser Schluss muss jedoch eine Einschränkung erleiden: Die Fluoreszenz der Lösungen ist näm lich ein sehr em pfindliches Phänomen, dass von der K onzentration, Tem peratur, V iskosität und hauptsächlich vom Lösungs
m ittel abhängt. D eshalb muss m an andrerseits beachten, dass die näch
sten N achbargruppen der in der Fluoreszenz a k tiv en A tom gruppe des
selben Moleküls dennoch einen Einfluss auf diese Fluoreszenz ausüben können.
4) Die entsprechenden Absorptionsbanden w urden bestim m ten Atom gruppen zugeordnet.
Institut für Experimentalphysik der Universität Warschau.
E i n g e g a n g e n a m 10. O k t o b e r 1932.
F . Śpiewankiewicz.