第12章 分子发光分析ppt课件.ppt

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1、第12章分子发光分析法MolecularLuminescenceAnalysis2021/9/3分子发光包括荧光，磷光，化学发光。室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，处于基态的分子吸收能量（光能、化学能、电能）后被激发为激发态，激发态不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基态时伴随着光子的辐射，这种现象称为“发光”。2021/9/312-2荧光分析法原理一、荧光产生过程2021/9/3S2S1S0T1T2S2S1S0吸收发射荧光内转换振动弛豫能量l2l1外转换l2非辐射能量传递过程振动弛豫：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。内转换

2、：电子能级间的无辐射跃迁过程。如S2—S1.系间跨越:S1~T1能级之间有重叠外转换：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。辐射能量跃迁过程荧光发射：第一激发态的最低振动能级跃迁至基态的各振动能级，发射光量子。2021/9/3问题:荧光：光致发光，照射光（激发光）波长和发射波长如何选择？2021/9/3二、激发光谱与发射光谱excitationspectrumandfluorescencespectrum1.荧光(磷光)的激发光谱曲线固定测量（发射）波长,化合物发射的荧光强度与照射光波长的关系曲线（图中曲线I）。激发光谱曲线的最高处，处于激发

3、态的分子最多，荧光强度最大；2.荧光发射光谱(或磷光发射光谱)固定激发光波长(选最大激发波长),化合物发射的荧光强度与发射光波长关系曲线(图中曲线II)。2021/9/3（1）Stokes位移在溶液中，分子荧光的发射相对于吸收位移到较长的波长，称为Stokes位移。（2）荧光发射光谱的形状与激发波长无关（3）发射光谱与吸收光谱呈镜像关系2021/9/3200250300350400450500荧光激发光谱荧光发射光谱nm蒽的激发光谱和荧光光谱2021/9/3荧光的量子产率荧光量子产率的定义：大多数的荧光物质的量子产率在0.1~1之间；例如：0.05mol/L的硫酸喹啉

4、，F=0.55；荧光素F=1化合物F0.110.290.460.600.52三、荧光效率1跃迁的类型四.荧光与分子结构的关系对于有机荧光物质:π*→π是有机化合物产生荧光的主要跃迁类型。2021/9/32共轭效应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，荧光越容易产生。化合物苯萘蒽丁省戊省λexmax(nm)205286365390580λemmax(nm)278321400480640F0.110.290.460.600.52荧光物质的刚性和平面性增加，有利于荧光发射。3.刚性平面结构芴联苯F=1F=0.2不产生荧

5、光产生荧光产生荧光不产生荧光F=0.92萘VAF(萘)=5F(VA)荧光黄酚酞偶氮菲偶氮苯4取代基的影响给电子基团-OH,-OR使荧光增强吸电子基团使荧光减弱规律多出自实验总结和猜测，对激发态分子的性质了解太少，不能从机制上揭开其影响的秘密。2021/9/3五影响荧光强度的外部因素1溶剂的影响由于溶质分子与溶剂分子间的作用，使同一种荧光物质在不同的溶剂中的荧光光谱的位置和强度都会有显著的不同如8-巯基喹啉在下列四种不同极性溶剂中的情况溶剂介电常数荧光峰λ/nm四氯化碳2.24390氯仿5.2398丙酮21.5405乙腈38.8410（2）温度的影响荧光强度对温度

6、变化敏感，一般来说，溶液的荧光强度随着温度升高而降低。（3）溶液pH如苯酚在酸性溶液中呈现荧光，但在碱性溶液中，无荧光再如苯胺在pH7～12时以分子形式存在,有蓝色荧光，而在pH小于2大于13的溶液中分别以阳离子和阴离子存在,都不发荧光。因此在荧光分析中要严格控制溶液的pH值。2021/9/3（4）溶液荧光的猝灭荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用引起荧光强度降低的现象称为荧光猝灭。能引起荧光强度降低的物质称为猝灭剂。猝灭机理：碰撞；反应2021/9/31.碰撞熄灭激发发射熄灭2反应六.荧光定量分析原理定量依据荧光强度If正比于吸收的光强度Ia和荧光量子效率

7、：If=Ia由朗伯-比耳定律：Ia=I0(1-10-bc)If=I0(1-10-bc)=I0(1-e-2.3bc)浓度很低时，将括号项近似处理后：If=2.3I0bc=KcIF----荧光强度ψ----荧光量子产率b--吸收光程--摩尔吸光系数C--荧光物质浓度2021/9/3七定性分析激发光谱与发射光谱物质分子结构不同，所吸收的紫外光波长和发射波长具有特征性。方法：比较法在相同的实验条件下，将待测物的荧光发射光谱、激发光谱与预期化合物的荧光发射光谱、激发光谱进行比较。12-3荧光分析仪器主要组成及部件的功能荧光分光光度计工作原理