π-orgaanisen molekyylin elektroniset energiatasot. S0 on maavaltio. S1, S2, S3 ovat innoissaan singlet toteaa. T1, T2, T3 ovat innoissaan triplet valtiot. S00, S01, S10, S11 jne. ovat värähtelytason alitasoja.

orgaanisissa molekyyleissä skintillaatio on π-orbitaalien tuote. Orgaaniset aineet muodostavat molekyylikiteitä, joissa molekyylit ovat löyhästi sitoutuneita Van der Waalsin voimiin. 12C: n maanpäällinen tila on 1s2 2s2 2P2. Valenssisidosteoriassa hiilen muodostaessa yhdisteitä yksi 2S-elektroneista virittyy 2p-tilaan, jolloin konfiguraatio on 1s2 2S1 2p3. Hiilen eri valenssien kuvaamiseksi neljän valenssielektroniorbitaalin, yhden 2s: n ja kolmen 2p: n, katsotaan sekoittuvan tai hybridisoituvan useissa vaihtoehtoisissa konfiguraatioissa. Esimerkiksi tetraedrisessä konfiguraatiossa s-ja p3-orbitaalit yhdistyvät tuottaen neljä hybridiorbitaalia. Toisessa konfiguraatiossa, joka tunnetaan trigonaalikonfiguraationa, yksi p-orbitaaleista (sano pz) pysyy muuttumattomana ja kolme hybridiorbitaalia tuotetaan sekoittamalla s -, px-ja py-orbitaaleja. Molekyylin sidosakselien ja-tason suhteen symmetrisiä orbitaaleja (sp2) kutsutaan σ-elektroneiksi ja sidoksia σ-sidoksiksi. Pz-orbitaalia kutsutaan π-orbitaaliksi. Π-sidos syntyy, kun kaksi π-orbitaalia vuorovaikuttaa keskenään. Tämä tapahtuu, kun niiden solmukohdat ovat koplanaarisia.

eräissä orgaanisissa molekyyleissä π-orbitaalit vuorovaikuttavat muodostaen yhteisen solmutason. Nämä muodostavat delokalisoituneita π-elektroneja,joita säteily voi kiihottaa. Delokalisoituneiden π-elektronien eksitaatio johtaa luminesenssiin.

π-elektronin systeemien viritetyt tilat voidaan selittää kehävapaan elektronin mallilla (Platt 1949). Tätä mallia käytetään kuvaamaan polysyklisiä hiilivetyjä, jotka koostuvat bentsenoidirenkaiden kondensoituneista järjestelmistä, joissa yksikään C-atomi ei kuulu useampaan kuin kahteen renkaaseen ja jokainen C-atomi on kehällä.

rengas voidaan approksimoida ympyräksi, jonka kehä on L. Elektroniorbitaalin aaltofunktion tulee täyttää tasorotaattorin ehto:

ψ (x) = ψ ( x + l) {\displaystyle \psi (x)=\psi (x+l)\,}

vastaavat ratkaisut Schrödingerin aaltoyhtälölle ovat:

ψ 0 = ( 1 l ) 1 2 ψ q 1 = ( 2 l ) 1 2 cos ⁡ ( 2 π q x L ) ψ q 2 = ( 2 l ) 1 2 sin ⁡ ( 2 π q x L ) ja q = q 2 ℏ 2 2 m 0 l 2 {\displaystyle {\begin{aligned}\psi _{0}&=\left({\frac {1}{l}}\right)^{\\frac {1}{2}}\\\psi _{q1}&=\left({\frac {2}{l}}\right)^{\frac {1}{2}}\cos {\left({\frac {2\pi \ qx}{l}}\right)}\\\psi _{q2}&=\left ({\\frac {2}{l}}\right)^{\frac {1}{2}} \sin {\Left ({\frac {2 \ pi\QX}{l}}\right)}\\E_{Q}&={\frac {q^{2}\hbar ^{2}}{2m_{0}L^{2}}} \ end{aligned}}}

missä q on orbitaalirenkaan kvanttiluku; aaltofunktion solmujen lukumäärä. Koska elektroni voi olla spin ylös ja spin alas ja voi pyöriä ympäri ympyrän molempiin suuntiin kaikki energiatasot paitsi alin ovat kaksinkertaisesti degeneroitunut.

yllä on esitetty orgaanisen molekyylin π-elektronien energiatasot. Säteilyn absorptiota seuraa molekyylien värähtely S1-tilaan. Tätä seuraa de-eksitaatio S0-tilaan, jota kutsutaan fluoresenssiksi. Triplettivaltioiden asuttaminen on mahdollista myös muilla keinoin. Triplettitilat hajoavat huomattavasti pitemmällä hajoamisajalla kuin singlettitilat, mikä johtaa niin sanottuun hajoamisprosessin hitaaseen komponenttiin (fluoresenssiprosessia kutsutaan nopeaksi komponentiksi). Riippuen tietyn hiukkasen erityisestä energiahäviöstä (dE / dx), ”nopeat” ja ”hitaat” tilat ovat käytössä eri suhteissa. Näiden tilojen valotehon suhteelliset intensiteetit eroavat siten eri dE/dx: n osalta. Tämä tuikeaineiden ominaisuus mahdollistaa pulssin muodon erottelun: on mahdollista tunnistaa, mikä hiukkanen havaittiin tarkastelemalla pulssin muotoa. Muotoero näkyy tietysti pulssin jälkipuolella, sillä se johtuu kiihtyneiden tilojen hajoamisesta.