荧光分析第一章讲课1

1、4:38:51荧光分子的原荧光分子的原荧光分子的原荧光分子的原荧光分子的原荧光分子的原理和运用理和运用理和运用理和运用理和运用理和运用2.1 多原子分子中电多原子分子中电子跃迁的种类子跃迁的种类Types of electronic transitions in polyatomic molecules第二章第二章第二章第二章第二章第二章 紫外紫外紫外紫外紫外紫外可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱可见吸收光谱Molecular Fluorescence Principles Molecular Fluorescence Principles Molecular Flu

2、orescence Principles and Applicationsand Applicationsand ApplicationsAbsorption of UVvisible lightAbsorption of UVvisible lightAbsorption of UVvisible light4:38:52荧光荧光：是指又作“萤光”，是一种光致冷发光现象。当某种常温物质经某 种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入 激发态， 并且立即激发并发出发射光；一旦停止入射光，发光现象 也随之立即消失。具有这种性质的发射光就被称之为荧光。4:38:52电子跃迁电子跃迁

3、：是指通过吸收光子，促使一个电子从一个基态的分子轨道到另一个空轨道。 轨道（轨道（sigma orbital）：以x 轴为键轴，s-s,s-p,p-p等组成的分子 轨道绕键轴旋转，各轨道和符号不变。 轨道（轨道（pi orbital）:两个p原子轨道组 成的分子轨道绕键轴旋转，各轨道和符 号不变。 单个分子也可以拥有位于杂原子的 非键电子如O或N，相应的分子轨道称为n轨道轨道4:38:53 分子轨道可以看成是由相应的原子轨道以线性组合而成 A和B的原子轨道 A-B的分子轨道电子跃迁示意图ABBAA-B?分子轨道 光分子轨道4:38:53 电子的跃迁类型示意图电子的跃迁类型示意图电子的跃迁类型示

4、意图电子的跃迁类型示意图电子的跃迁类型示意图电子的跃迁类型示意图Pz Py PxPz sp?nC（AO） CO（MO） O（AO）羰基的电子跃迁类型示意图4:38:532.1.22.1.2、键键 与与键键（1）键：键： 原子轨道以原子轨道以“头碰头头碰头”方式相互重叠导致电子在方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。核间出现的概率增大而形成的共价键。 4:38:54（2）键：键： 原子轨道以原子轨道以“肩并肩肩并肩”方式相互重叠导致电方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。子在核间出现的概率增大而形成的共价键。N2分子的三键示意图4:38:54【小结】【小结】键

5、的成键特点：键的成键特点： 沿键轴（两核的连线）方向沿键轴（两核的连线）方向 “头碰头头碰头”重叠成键重叠成键 键可以沿键轴旋转；键可以沿键轴旋转； 键较稳定，存在于一切共价键中。因而，只含有键较稳定，存在于一切共价键中。因而，只含有键的化合物性质是比较稳定的（烷烃）。键的化合物性质是比较稳定的（烷烃）。 【小结】【小结】 键的成键特点键的成键特点: “肩并肩肩并肩”重叠成键；重叠成键； 电子云重叠程度不及电子云重叠程度不及键，较活泼；键，较活泼； 键必须与键必须与键共存；键共存； 键不能自由旋转。键不能自由旋转。4:38:552.1.32.1.32.1.3 电子跃迁电子跃迁电子跃迁电子跃迁电

6、子跃迁电子跃迁类型类型类型类型类型类型 有机化合物的紫外-可见吸收光谱是三种电子、四种跃迁的结果：电子、电子、电子、电子、n电子电子。分子轨道理论分子轨道理论：成键轨道反键轨道，非键轨道。 当外层电子吸收紫外或可见辐射后，就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁，四种跃迁，所需能量能量大大小顺序小顺序为：n n COHnp ps sH4:38:551.1.1.1.1.1.跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁u 电子能级很低，一般不易被激发，跃迁时所需电子能级很低，一般不易被激发，跃迁时所需能量最大能量最大，电子只有电子只有吸收远紫外线吸收远紫外线的能量才能发的能量才能发生跃迁。生跃迁。例如：例如：

7、饱和碳氢化合物（烷烃类）只含有结合牢固饱和碳氢化合物（烷烃类）只含有结合牢固的的键仅在远紫外区可观察到它们的吸收光谱。键仅在远紫外区可观察到它们的吸收光谱。u 环丙烷的环丙烷的跃迁稍靠近近紫外区（饱和烃（饱和烃中最长）中最长） max为为190 nm。 4:38:562.2.2.2.2.2.n n n跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁 所需能量较大,但比小。 吸收波长为150250 nm，大部分在远紫外区，近紫外区仍不易观察到。 含非键电子的饱和烃衍生物(含N，O，S和卤素等杂原子)均呈现n* 跃迁。n* 跃迁所需能量取决于带有n电子的原子的性质以及分子结构。 4:38:563.3.3.3.3.3.n

8、n n 跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁v 键的一端连接含非键电子对的杂原子（O、N、S 等）时，则杂原子的非键电子可以激发到反键轨道*，称为n 跃迁。v 能量最小；200700 nm； v 分子中同时存在杂原子和双键产生n* 跃迁。 例如：例如：C=O，N=N，N=O，C=S都可发生这类跃迁。 4:38:574.4.4.4.4.4. 跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁跃迁 p p电子容易跃迁到反键轨道电子容易跃迁到反键轨道所，需跃迁的吸收波长比能的长。含孤立双键体系的量跃迁的吸收波长比较跃迁短，所需能量较大。 不饱和烃*跃迁： 例如：例如：乙烯*跃迁的max为162 nm， CCHHHH4:38:57165nm 217nm p p p p p p p 分子中含有两个或多个分子中含有两个或多个键处于共轭双键体系