分子发光分析法ppt课件.ppt

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1、第五章分子发光分析法1分子发光基态分子吸收了一定能量后，跃迁至激发态，当激发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时，便产生分子发光。激发模式光致发光（荧光，磷光）热致发光场致发光化学发光2主要分析方法：荧光分析法(MolecularFluorescence)磷光分析法(MolecularPhosphorescence)化学发光分析法(Chemiluminescence)3§5.1荧光分析法一、概述分子荧光法是根据物质的分子荧光光谱进行定性，以荧光强度进行定量的一种方法16世纪，人们已经观察到了荧光现象1852年，Stokes考察了奎宁和叶绿素的荧光

2、，对荧光现象给出了解释1864年，Stokes提出将荧光作为一种分析方法1867年，Goppelsroder应用铝－桑色素络合物的荧光测定了铝1924年，Wawwilous进行了荧光量子产率的测定1926年，Gavila对荧光寿命进行了测定4荧光分析法的特点灵敏度高检出限通常比分光光度法低2-4个数量级选择性好包括激发和发射两个过程，通过前后两次波长的选择，可得到更高的选择性方法简便快速，试样用量少对环境因素比较敏感，能产生强荧光的化合物相对较少，使其应用受到一定限制5二、基本原理（一）荧光与磷光的产生过程1.分子能级与跃迁分子能级比原子能级复杂；

3、在每个电子能级上，都存在振动、转动能级；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：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、激发态寿命最短的途径占优势；第一、第二、…电子激发单重态S1、S2…；第一、第二、…电子激发三重态T1、T2…；62.电子激发态73.激发态→基态的能量传递途径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延迟荧光磷光内转化外转移系间蹿越振动弛豫无辐射跃迁激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，发光强

4、度相对大荧光：10-9～10-6s,第一激发单重态的最低振动能级→基态磷光：10-4～100s,第一激发三重态的最低振动能级→基态8S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间蹿越内转化振动弛豫能量l2l1l3外转移l2T2内转化振动弛豫9S0S2S1T1吸光1吸光2荧光3荧光荧光发射处于第一激发单重态中的电子跃回至基态各振动能级时，将得到最大波长为λ3的荧光。λ3的波长较激发波长λ1或λ2都长，而且不论电子开始被激发至什么高能级，最终将只发射出波长λ3为的荧光。荧光的产生在10-9-10-6s内完成。辐射能量传递过程10S0S2S1T1吸光1吸

5、光2荧光3磷光磷光磷光发射电子由基态单重态激发至第一激发三重态的几率很小，因为这是禁阻跃迁。但是，由第一激发单重态的最低振动能级，有可能以系间窜跃方式转至第一激发三重态，再经过振动驰豫，转至其最低振动能级，由此激发态跃回至基态时，便发射磷光，这个跃迁过程（T1→S0）也是自旋禁阻的，其发光速率较慢，约为10-4-100s。因此，这种跃迁所发射的光，在光照停止后，仍可持续一段时间。11非辐射能量传递过程振动弛豫内转化外转移系间蹿越12S0S2S1T1吸光1吸光2振动弛豫在同一电子能级中，电子由高振动能级转至低振动能级，而将多余的能量以热的形式发出

6、。发生振动弛豫的时间为10-14-10-12s。13S0S2S1T1吸光1吸光2内转化当两个相同多重态的电子能级非常靠近以至其振动能级有重叠时，常发生电子由高能级以无辐射跃迁方式转移至低能级。处于高激发单重态的电子，通过内转移及振动弛豫，均跃回到第一激发单重态的最低振动能级。14S0S2S1T1吸光1吸光2外转移外转移激发分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互作用及能量转移，使荧光或磷光强度减弱甚至消失。这一现象称为“熄灭”或“猝灭”。15S0S2S1T1吸光1吸光2荧光3系间蹿越系间蹿越指不同多重态间的无辐射跃迁，例如S1→T1就是一种系间

7、蹿越。通常，发生系间蹿越时，电子由S1的较低振动能级转移至T1的较高振动能级处。有时，通过热激发，有可能发生T1→S1，然后由S1发生荧光。这是产生延迟荧光的机理。16（二）荧光效率及其影响因素（1）荧光效率荧光效率用来描述激发态分子发生辐射跃迁返回基态的概率的大小，定义为发荧光的分子数目与激发态分子总数的比值。荧光效率(φf)＝发荧光的分子数／激发态分子总数φf越高，辐射跃迁的概率越大，发射的荧光越强具有分析应用价值的荧光化合物，φf应在0.1-1之间17（2）荧光与分子结构的关系物质必须能够吸收紫外-可见光，即分子中必须含有共轭双键这样的强吸收基团

8、，共轭体系越大，π电子的离域性越强，越易被激发而产生荧光。共轭芳环增大，荧光效率提高，荧光峰向