5-荧光分析法.ppt

第一节 概述 光致发光：有些物质受到光照射时，除吸收某种波长的光外还会发射出比原来吸收波长更长的光，当激发光停止照射后，这种光线随之消失。这种现象称为～。 最常见的是荧光和磷光 荧光：物质分子接受光子能量激发后，从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的光。 荧光分析法：基于对化合物的荧光光谱测量建立起来的分析方法。 分类：分子荧光和原子荧光。 根据激发光的波长范围可分为紫外-可见荧光；红外荧光和X射线荧光。 第二节 荧光分析法的基本原理 分子的电子能级与激发过程 在室温时，大多数分子处在电子基态的最低振动能级，当受到一定的辐射能作用就会发生能级之间的跃迁。 在基态时,电子成对地填充在能量最低的各轨道。根据保利不相容原理,一个给定轨道中的两个电子必定具有相反的自旋,其自旋量子数S分别为1/2和 -1/2, 其总的自旋量子数S总=0 基态的多重性2S+1=1,这种状态称为单重态，以S0表示 当基态电子激发到某高能级时, 将有两种激发态： 自旋相反多重性为1，称为激发单重态，用S表示 自旋平行多重性为M=2×1+1=3，称为激发三重态（triplet state）用T表示 荧光的产生 平行自旋比相反自旋稳定(洪特规则)，三重态能级比相应单重态能级低；大多数有机分子的基态处于单重态； 基态(S0)→激发态(S1、S2激发态振动能级)：吸收特定频率的辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态→基态：通过辐射跃迁和无辐射跃迁等方式释放多余的能量而返回至基态。 S0→T1 禁阻跃迁；通过其他途径进入；进入的几率小。 激发态→基态的能量传递途径 辐射能量传递过程 非辐射能量传递过程 外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转移能量的非辐射跃迁； 外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。 体系间跨越：处在激发态的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。 S1的最低振动能级同T1的最高振动能级重叠，则有可能发生体系间跨越（S1 → T1） 二、荧光激发光谱与发射光谱 3.激发光谱与发射光谱的关系 三、荧光的产生与分子结构的关系 2.化合物的结构与荧光 四、影响荧光强度的外部因素 第三节 荧光定量分析方法 2. 定量分析方法 第四节 荧光分光光度计 仪器光路图 * 第五章 分子发光分析法 一、荧光产生 S2 S1 S0 T1 吸 收 发 射 荧 光 发 射 磷 光 系间窜越 内转换 振动弛豫 能 量 l 2 l 1 l 3 外转换 l ?2 T2 内转换 振动弛豫 电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量； 传递途径 辐射跃迁 荧光 磷光 内转移 外转移 系间跨越 振动弛豫 无辐射跃迁 荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（ 多为 S1→ S0跃迁），发射波长为 ? ‘2的荧光； 10-7～10 -9 s 。 由图可见，发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长； ? ‘2 ? 2 ? 1 ； 磷光发射：电子由第一激发三重态的最低振动能级→基态（ T1 → S0跃迁）； 电子由S0进入T1的可能过程：（ S0 → T1禁阻跃迁） S0 →激发→振动弛豫→内转移→系间跨越→振动弛豫→ T1 发光速度很慢： 10-4～10 s 。 光照停止后，可持续一段时间。 振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。发生振动弛豫的时间10-12 s。 振动弛豫只能在同一电子能阶内进行 内部能量转换（内转换）：当两个电子激发态之间的能量相差较小，以致其振动能级有重叠时，受激分子常由高电子能级以无辐射方式转移至低电子能级的过程。 1.荧光检测的基本原理 2.荧光的激发光谱和发射光谱 激发光谱（excitation spectrum)：固定测量波长，将激发光的光源分光，测定不同波长的激发光照射下所发射的荧光强度的变化，以IF —λ激发作图，便可得到荧光物质的激发光谱。 发射光谱或荧光光谱（fluorescence spectrum)：固定激发光波长和强度, 让物质发射的荧光通过单色分光,以测定不同波长的荧光强度, 以IF—λ荧光作图，便可得到荧光物质的荧光光谱。 （1）.斯托克斯位移(Stokes shift) 荧光发射波长总比激发光波长的现象，振动弛豫和内转换消耗了能量。 （2）.发射光谱的形状与激发波长无关 电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量(如能级图? 2 ,? 1)，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光(如? ‘2 )。 （3）. 镜像规则 通常荧