仪器分析分子光谱课件幻灯片.pptVIP

3.脂肪族有机物分子能发生荧光的也不多，可与某些有机试剂反应后生成会发射荧光的衍生物加以测定； 4.芳香族化合物因有共轭结构，多数能发射荧光； 5.弱荧光的芳香族化合物也可与荧光试剂作用生成强荧光衍生物以提高测量灵敏度。 有机物： 简单有机物与其他有机试剂作用后产生荧光 芳族通常可直接测定 激光诱导荧光是目前为数不多的达到单分子（原子）检测的分析方法之一。 1 产生 去活化 (1) 振动驰豫 vibrational relaxation 跃迁: 10-15s 分子振动周期 10-14-10-12s内，振动失活到激发态最低振动能级 (2) 荧光发射 S1→ S0 : 10-9-10-7s，发射一个光量子 能量小于吸收，驰豫损失部分 1 产生 去活化 (3) 内部转换 internal conversion 相同多重态间的无辐射跃迁(S1与S2振动能级有重叠时) 10-13-10-11s (4) 体系间跨越 intersystem corssing 不同多重态间的无辐射跃迁: S1→ T1 10-2-10-6s，自旋反转 不论开始处于哪个激发S态最后到达S1最低振动能级 1 产生 去活化 (5) 磷光发射 T1最低振动能级→ S0时产生磷光辐射 10-2-10s，寿命长多了！能量更低！ (6) 外部转换 external conversion 激发态分子和溶剂等能量转换 荧光/磷光 消失，称熄灭或猝灭 1 产生 * 1 产生：过程 荧光的产生 e e e e 吸收激发 振动驰豫 内部转换 S1最低 荧光 辐射 S0各振动能级 1 产生 去活化演示 e e 吸收 驰豫 1 产生 去活化演示 e 内部转换 e 荧光 e 2 激发光谱和荧光光谱 ⑴.激发光谱和荧光光谱 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。 激发光谱（excitation spectrum)：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。（固定发射波长） ⑵.两个光谱的形状及其相互间的关系 ①荧光物质的激发光谱与紫外吸收光谱形状相似 ②激发波长不同时，荧光光谱的形状、位置都相同。但荧光物质发射的荧光强度不同，最大激发波长下产生的荧光最强。 两个谱带的相互关系： ①荧光波长一般比激发波长要长(前者能量较低)； ②两者形状相似，呈镜像对称。 丁省－普通荧光 激发 发射  3 物质的分子结构和荧光的关系 分子产生荧光必须具备两个条件： 1) 物质分子必须具有能吸收一定频率紫外光的特定结构； 2) 物质分子在吸收了特征频率的辐射之后，必须具有较高的荧光效率（fluorescence efficency）。 荧光效率用φF表示： 荧光效率愈大, 荧光的发射强度愈大, 无辐射跃迁几率就愈小。 荧光效率与物质的分子结构和所处的环境条件有关。 荧光物质常见的分子结构有： ⑴ 具有共轭双键体系的分子 产生荧光的有机物质，都含有共轭双键体系，共轭体系越大，离域大π键的电子越容易激发，荧光与磷光越容易产生。 化合物 苯 萘 蒽 丁 省 戊 省 λexmax(nm) 205 286 365 390 580 λemmax (nm) 278 321 400 480 640 ?F 0.11 0.29 0.46 0.60 0.52 ⑵ 具有刚性平面结构的分子 刚性的不饱和的平面结构具有较高的荧光效率，分子刚性及平面性越大，荧光效率越高，并使荧光波长长移。 芴 联苯 ?F=1 ?F=0.2 荧光素与酚酞 ?F?0.92 偶氮苯与杂氮菲 金属配合物 ⑶ 苯环上取代基的类型 —HN2， — NHR ， —NR2， — OH， — OR ， — CN 产生 p →π共轭 苯甲醚 苯基氰 苯胺 苯酚 苯 化合物 285~345 280~390 310~405 285~365 278~310 λ emmax (nm) 20 20 20 18 10 相对荧光强度 给电子基团使荧光增强； 同π电子体系相互作用较小的取代基和烷基对分子荧光影响不明显； 吸电子基团及卤素会减弱甚至破坏荧光。 ⑷ 环境对荧光的影响 ①.温度的影响 一般说来，大多数荧光物质的溶液随着温度的降低，荧光效率和荧光强度将增加，相反，温度升高荧光效率将下降。 如荧光素的乙醇溶液在0℃以下每降低10 ℃，荧光效率增加3%，冷至-80