分子发光分析法.ppt

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1、第五章分子发光分析法分析化学物质分子吸收了一定能量后,其电子由基态跃迁至激发态,当激发态分子以辐射形式将其能量释放返回基态时,便产生分子发光。根据这种现象建立的分析方法称为发光分析法。根据分子受激时所吸收能源及辐射光的机理不同分为以下几类：光致发光：以光源来激发而发光电致发光：以电能来激发而发光生物发光：以生物体释放的能量激发而发光化学发光：以化学反应能激发而发光分子荧光和磷光分析化学发光一、基本原理1、荧光和磷光的产生室温下，大多数分子处于基态的最低振动能层。处于基态的分子吸收能量后被激发为激发态。激发态不稳定，将很快衰变为基

2、态。若返回到基态时伴随着光子的辐射，这种现象成为“发光”。由于吸收光能而导致的发光称为光致发光。处于基态的分子吸收能量后发生跃迁：激发态分子的去活化过程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，称为去活化过程。去活化非辐射跃迁化学反应发射光子振动驰豫内转换系间跨越外转换熄灭或猝灭荧光磷光激发光去除后，磷光不会立即消失激发光去除后，荧光立即消失荧光和磷光体系能级图2、激发光谱和发射光谱激发光谱:固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光(磷光)强度与照射光波长的关系曲线（图中曲线

3、I）激发光谱形状与吸收光谱形状极为相似，经校正后二者完全相同！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(或磷光强度)与发射光波长关系曲线(图中曲线II或III)。激发光谱和发射光谱的关系A.Stokes位移B.发射光谱的形状与激发波长无关C.镜像规则A.基态上的各振动能级分布与第一激发态上的各振动能级分布类似。激发：基态→第一激发态各振动能级，振动能级越高，能级差越大，波长就越短。发射荧光：从第一激发态的最低振动能级→基态的各振动能级，基态的振动能级越高，其能量差越小，波长就越长。吸收光谱中能级越高波长越短，

4、发射光谱中能级越高，波长越长。互为镜像4043211023B.基态上的零振动能级与第一激发态的振动能级之间的跃迁几率最大，相反跃迁也然。3、荧光与分子结构的关系（内因）分子荧光产生的必备条件:分子必须具备与所照射的辐射频率相适应的结构吸收激发光的分子必须具有一定的荧光量子产率影响因素：荧光产生过程中，辐射和无辐射过程；与每一过程的速率常数有关；Kf分子结构决定（内因）；主要取决于化学结构和化学环境和结构共同决定。荧光与分子结构的关系（外因）（1）跃迁类型：具有电子跃迁类型的结构（2）、共轭效应具有共轭体系的芳环或杂环化合

5、物，电子共轭程度越大，越易产生荧光;环越多，共轭程度越大，产生荧光波长越长（红移），发射的荧光强度越强（3）、刚性平面结构—较稳定的平面结构（4）取代基效应1）给电子取代剂加强荧光—HN2，—NHR，—NR2，—OH，—OR，—CN产生p→π共轭相对荧光强度1018202020λemmax(nm)278~310285~365310~405280~390285~345化合物苯苯酚苯胺苯基氰苯甲醚2）吸电子取代基减弱荧光、加强磷光芳环上被F、Cl、Br、I取代后，使系间窜跃加强，磷光增强，荧光减弱。其荧光强度随卤素原子量增加而减弱

6、，磷光相应增强，这种效应为重原子效应。其原因是重原子的电子自旋和轨道运动间的相互作用变大，原子核附近产生磁场，使单重态向多重态系间跨越的几率增加。(2)影响荧光强度的因素溶剂的影响（增大溶剂的极性荧光增强）温度的影响酸度的影响（芳香族化合物的官能团，金属与有机试剂螯合）内滤光和自吸收现象散射光的影响(3)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或荧光强度不与浓度成线性关系的现象称为荧光猝灭。能引起荧光猝灭的物质叫荧光熄灭剂碰撞猝灭M+hv→M*,M*+Q→M+热静态猝灭M+Q→MQ非荧光物质转

7、入三重态的猝灭引入碘、溴后，易发生体系间跨越荧光物质的自猝灭荧光物质浓度较高发生电荷转移反应的猝灭二、荧光（磷光）光谱仪荧光分光光度计的主要部件：光源、激发单色器、发射单色器、样品池、检测系统、显示系统。光源激发单色器样品池发射单色器检测器放大器指示器·记录器与分光光度计有两点不同：①两个单色器②检测器与激发光成直角1.光源激发光源一般要求比吸收测量中的光源有更大的发射强度；适用波长范围宽荧光光度计中常用高压汞灯和氙弧灯利用汞蒸气放电发光的光源；常用其发射365nm、405nm、436nm三条谱线以365nm的谱线最强应用最广泛

8、的一种光源，可发射250~800nm很强的连续光源2、单色器第一单色器作用：激发单色器，分离出所需要的激发光，选择最佳激发波长ex。第二单色器作用：发射单色器，滤掉一些杂散光和杂质所发射的干扰光，用来选择测定用的荧光波长em。3、样品池通常是石英材料的方形池