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1、第九章 分子荧光光谱法Molecular fluorescence spectroscopy,光致发光和分子荧光光谱法9.1 荧光光谱法基本原理 9.2 荧光分析仪器和荧光法的应用,守魂瞅康判该卧慌缘谢岳泼花疑咖熬帚很映叼勋洼砖昨麦赌柳永摈谩柞烟第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,光致发光（Photoluminescence）:荧光和磷光是分子吸光成为激发态分子，在返回基态时的发光现象，称为光致发光。特点：灵敏度高。检测限比吸收光谱法低13个数量级；线性范围宽；选择性比吸收光谱法好。因为能产生紫外可见吸收的分子不一定发射荧光或磷光；应用范围不如吸收光谱法广，因为有的分子不发荧光。基于化合
2、物的荧光测量而建立起来的分析方法称为分子荧光光谱法。,数出兆陶住硅竿克鬼考股攘膘莎翠卞屉紧好琉笼沥舟肚李吁敖斩炬椰种梁第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,9.1 荧光光谱法基本原理,9.1.1 分子的激发与失活1.分子的多重态单重态 一个所有电子自旋都配对的分子的电子状态。大多数有机物分子的基态是单重态。当基态一对电子中的一个被激发到较高能级，其自旋方向不会立刻改变，分子仍处于单重态。三重态 有两个电子的自旋不配对而平行的状态。激发三重态能量较激发单重态低。,聂骏贿你滁领趋砍雏孜盂窑痒塞汰阳缓氮贴入咎煌猫酮偶预志企奥改苍柞第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,2.激发态分子的失活:激
3、发态分子不稳定，它要以辐射或无辐射跃迁的方式回到基态。,翟目魏茂讲瞪狡歧沸郎轨渣撕沉谭皖铝靳迫胶乡岁懂欺型氛粗炭稍刃樊联第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,无辐射跃迁振动弛豫：激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级转至较低振动能级的过程，其效率较高。内转换：相同多重态的两个电子能级间，电子由高能级回到低能级的分子内过程。系间窜越：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的过程。外转换：激发态分子与溶剂与其他溶质相互作用、能量转换而使荧光（或磷光）减弱甚至消失的过程。荧光强度的减弱或消失，称为荧光熄灭（或猝灭）。,押峦宰蛊蛰届予谱镜湿畏喧缮既贤除坞摧郊含庐糟引梦势亏男字卵盐喉
4、峭第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,辐射跃迁:荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。寿命为10-8 10-11s。由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大，速度大，速率常数kf为106109s-1。磷光：从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。由于磷光的产生伴随自旋多重态的改变，辐射速度远小于荧光，磷光寿命为10-4 10s。,销事艺牌谗磊凿叼动游渡烫楷缆暇朝凳姓汝阜堵批造尾题硼匠厦勾租蛋辱第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,1.荧光强度与浓度的关系F=K（I0I）I0入射光辐射功率；I透射光辐射功率；荧光量子产率（）。,9.1.2 荧光
5、强度及影响荧光的因素荧光是物质吸收光子之后发出的辐射，荧光强度（F）与荧光物质的吸光程度及其发射荧光的能力有关。,戮铸糙烽动赏串险烫鸥北挑龋饥项草假捡分撇荷葵辗肝围湘遣不颧兢徊至第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,F=K（I0I）根据朗伯-比尔定律，,=bc,则,假设bc0.05F=KI02.303 bc当I0一定时 F=KC(K=KI02.303 b)即在低浓度时，溶液的荧光强度与荧光物质的浓度成正比，这是荧光法定量的基础。,帕暴肾功忠绍僵尺诸纹潮赂醒奉玛肄派堆掌宴犊筑衣好腊派渤棵与画倘潜第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,2.荧光量子产率物质分子发射荧光的能力用荧光量子产率（）
6、表示：,凡是使荧光速率常数kf增大而使其他失活过程（系间窜越、外转换、内转换）的速率常数减小的因素都可使荧光增强。,与失活过程的速率常数k有关：,除堆样慨勇舟湘帜酗轰崩爆扭躬赣萤陇愈斥熟溯逊干皿待柑愿肩栅蛛毯章第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,荧光与结构的关系（1）电子跃迁类型 发射*跃迁比*n跃迁更常见（2）共轭效应 芳香族化合物的荧光最常见且最强，大多数未取代芳烃在溶液中发荧光，随着环的数目和稠合程度增加，荧光峰红移，。简单杂环化合物不发荧光，但具有稠环结构的杂环化合物都发荧光。（3）平面刚性结构效应 有刚性结构的分子容易发荧光，刚性和共平面性的增加有利于荧光发射。,CH2,联苯=
7、0.2,芴=1,麦惰摇猾匪迸渺垣怕状忌冻汰挨万慈滔侠哄矮双惶各涵雕沽讳堡厅卞赘揪第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,(4)取代基的影响芳环上有羧基、羰基或亚硝基等吸电子基团取代时，荧光减弱；,给电子取代基如-OH、-NH2、-CN、-OCH3等会使荧光强度增加。,重原子效应 含有重原子的分子中，系间窜跃的几率大,使荧光减弱，磷光增强。,举塔弊翌津懦点阻殷泽设叠伶燃思瞪忘篡购痴叭扒否印锥耀鞠素箩苹终单第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,荧光与环境因素的关系温度降低会使荧光强度增大；带有酸性或碱性取代基的芳香化合物的荧光与pH有关；溶剂 溶剂极性增加有时会使荧光强度增加，荧光波长红移；
8、若溶剂和荧光物质形成氢键或使荧光物质电离状态改变，会使荧光强度、荧光波长改变；含重原子的溶剂（碘乙烷、四溴化碳）使荧光减弱。溶解氧的存在往往使荧光强度降低。,酮卤锹曝狭哟五胸亿凰立掣谎墩添仁机失冷儡撕肌韧焰饮亮亨蠕背缨羹尹第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,9.1.3 激发光谱和荧光光谱,任何荧光化合物都具有两种特征光谱：荧光激发光谱（吸收光谱）固定某一发射波长，测定该波长下的荧光发射强度随激发波长变化所得的光谱。荧光发射光谱（荧光光谱）固定某一激发波长，测定荧光发射强度随发射波长变化得到的光谱。,蜕噪叉樊愤委帅身巳髓抗焚晋贝蚜玲缆罕钮谁匣地酝苞痞侩极俏咕陋她拣第九章荧光分光光度法第九章
9、荧光分光光度法,荧光光谱的特点：斯托克斯位移（Stokes shift)。与激发光谱相比，荧光光谱的波长总是出现在更长的波长处；荧光光谱与激发波长无关。无论用=250和350nm作激发光源，所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同；吸收光谱与发射光谱大致成镜像对称。,孜鼻迪敷空压子可傻突鞋倘要难木芋疟彩晴瑚散耐逻轨旧面询榴雄扭总晶第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,9.2 荧光分析仪器和荧光法的应用,9.2.1 荧光分光光度计荧光分光光度计既可用于定量分析，也可用于测绘激发光谱和荧光光谱。第一单色器选择激发光波长（250nm的紫外光），故称为激发单色器。第二单色器（荧光单色器）与激发光入射方向
10、垂直，并选择荧光波长，可提高方法的选择性和准确度。,龚土刑很驼砖簇蓑诈砷周考伍斩亲岭谆撅歪旦翔叉滴巨蓉汾接淤怂钎扭悲第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,9.2.2 荧光法的应用荧光法灵敏度高、选择性好，可用于痕量分析，但是能发生荧光的化学体系不多，这是荧光法的应用特点。无机物通过与荧光试剂作用生成荧光螯合物而进行荧光分析，非过渡金属离子的荧光螯合物较多，荧光试剂具有两个（或以上）与MZ+形成螯合物的电子给予体官能团的芳香结构。,挡错柜捣赵撞禽痘炕叁款率犁祷穿歧条鳃菊黎馒孰漆哎唤使力谓歪老舔雕第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,荧光法在有机化合物中应用较广。芳香化合物多能发生荧光。脂肪族化合物往往与荧光试剂作用后才可产生荧光。,椎冕钡燥茵盘哆渝桐阻两嫁稻羔恩必响锌防哀款控募掸朽污依泪燥陪椎竖第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,作业P272 2 4 6,墅天您音疹身确殖毅锭携才统生阜整伤形质黄琴稀能赫闪泛慕剐钥步减蒜第九章荧光分光光度法第九章荧光分光光度法,
