Diagrama de Jablonski

Na maioria das moléculas, a absorção de um quantum conduz a uma transição de um estado fundamental singlete a um estado excitado singlete. Geralmente, existe um estado triplete de energia um pouco menor que a do estado excitado singlete.

Na excitação eletrônica, um elétron de uma ligação por par de elétrons é excitado a um estado de maior energia. Se o elétron excitado tiver um spin antiparalelo ao de seu companheiro, o estado excitado será um singlete, porém, se o spin do elétron excitado for paralelo ao seu companheiro, o estado será um triplete.

Interpretando a figura acima, temos os processos de ativação fotoquímica em termos deste modelo de estados. Logo após o salto quântico primário, uma série de eventos extremamente rápidos ocorre antes que qualquer reação fotoquímica ou emissão de radiação luminescente possa ocorrer.

Primeiro existe a conversão interna: independente de que estado superior excitado singlete tenha sido atingido no salto quântico primário, frequentemente existe uma transferência de energia rápida, sem emissão de energia, ao estado singlete excitado de mais baixa energia.

Em segundo lugar, existe o cruzamento intersistemas: uma competição entre os estados de energia mais baixos singlete e triplete, e parte da energia é transferida ao estado triplete, e parte da energia é transferida ao estado triplete através de um processo sem emissão de radiação.

Cada quantum de radiação absorvida por uma molécula poliatômica normal tem uma probabilidade de bipartição entre os estados de energia mais baixa excitados singlete e triplete da molécula.

O modelo básico para a excitação numa molécula poliatômica, portanto, envolve três estados importantes: o estado fundamental singlete, o primeiro estado excitado singlete e o primeiro estado excitado triplete.

Na figura abaixo, a molécula excitada formada no processo primário pode reemitir um quantum hv de frequência igual ou diferente. Essa emissão é ou fluorescência ou fosforescência. De acordo com a nomenclatura introduzida por G. N. Lewis, uma transição radiativa entre dois estados de mesma multiplicidade (geralmente dois singletes) é chamada de fluorescência e uma transição radiativa entre dois estados de diferente multiplicidade (geralmente singlete e triplete) é chamada de fosforescência.

Referências: MOORE, W.J.; Físico-Química; 4ª Ed.; Vol. 2; São Paulo; Editora Edgard Blücher, 1976; p. 705 - 706.