师范大学仪器分析考试重点分子发光分析法学习教案

1、师范大学仪器师范大学仪器(yq)分析考试重点分子发分析考试重点分子发光分析法光分析法第一页，共48页。第1页/共48页第二页，共48页。第2页/共48页第三页，共48页。2000.第3页/共48页第四页，共48页。第4页/共48页第五页，共48页。第5页/共48页第六页，共48页。1.分子能级与跃迁2. 分子能级: 电子能级、振动(zhndng)能级、转动能级3. 分子轨道：成键轨道、反键轨道4. 基态激发态振动能级电子能级转动能级BA第6页/共48页第七页，共48页。激发单重态：电子自旋配对(pi du)M=2s+1=1单重态以S1，S2表示基态(j ti)：电子自旋配对M=2s+1=1单重

2、态以S0表示激发三重态：电子自旋不配对M=2s+1=三重态以T1，T2表示第7页/共48页第八页，共48页。激发单重态激发单重态激发三重态激发三重态电子自旋电子自旋 自旋配对自旋配对自旋平行自旋平行平均寿命平均寿命10-8-10-6 s10-4-10 s基态到激发态跃迁基态到激发态跃迁允许的跃迁允许的跃迁禁阻的跃迁禁阻的跃迁能量能量高高低低第8页/共48页第九页，共48页。传递(chund)途径辐射跃迁无辐射跃迁 荧光(ynggung)磷光振动弛豫内转换系间窜跃外转换第9页/共48页第十页，共48页。S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间窜跃内转换振动弛豫能量l 1l 2l 4 外转换l 3

3、T2内转换振动弛豫第10页/共48页第十一页，共48页。振动(zhndng)弛豫同一电子能级内, 由高振动(zhndng)能级跃迁至低振动(zhndng)能级，以热的形式释放能量。10 -12 s。通过内转换和振动弛豫，高激发(jf)单（或三）重态的电子跃回第一激发(jf)单（或三）重态的最低振动能级。内转换在相同多重态内，电子在不同电子能级间的无辐射跃迁。(S2 S1, T2 T1)10 1 s第11页/共48页第十二页，共48页。外转换激发(jf)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。 外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。第12页/共48页第十三页，共48页。 荧光发射

4、(fsh)电子由第一激发单重态的最低振动能级基态各振动能级（ S1 S0）。发射(fsh)荧光的能量比分子吸收的能量小 波长： 3 1 2 ；10-710 -9 s ； 光照停止，荧光发射(fsh)停止。第13页/共48页第十四页，共48页。第14页/共48页第十五页，共48页。第15页/共48页第十六页，共48页。荧光(磷光)：光致发光任何荧（磷）光物质都具有两种特征光谱： 激发光谱与发射光谱它们(t men)是荧（磷）光定性定量分析的基础。第16页/共48页第十七页，共48页。lex第17页/共48页第十八页，共48页。激发光谱曲线(qxin)与吸收曲线(qxin)第18页/共48页第十九

5、页，共48页。固定激发光波长(最大激发波长) 测定不同波长处的荧光强度(qingd)应用:定性分析第19页/共48页第二十页，共48页。200260320380440500560620激发光谱荧光光谱磷光光谱室温下菲的乙醇溶液荧（磷）光光谱第20页/共48页第二十一页，共48页。a .Stokes位移 荧光波长激发光波长 (无辐射跃迁) b.荧光光谱的形状与激发光波长无关 分子吸收能量跃迁到不同激发态产生不同吸收带( 2 , 1) 第一激发单重态的最低振动(zhndng)能级跃迁回基态产生荧光( 3 )。 c. 镜像规则 通常荧光光谱与吸收光谱成镜像对称关系。 第21页/共48页第二十二页，共

6、48页。200250300350400450500吸收光谱(x shu un p)荧光(ynggung)光谱nm蒽的激发光谱和荧光(ynggung)光谱第22页/共48页第二十三页，共48页。 例：基态(j ti)零振动能级与第一激发态的第二振动能级之间的能量差最大，吸收峰波长最短，相反,第一激发态的零振动能级与基态(j ti)的第二振动能级之间的能量差最小，荧光峰波长最长。 S1S0荧光(ynggung)光谱：基态各振动能层分布吸收光谱：第一激发态各振动能层分布210210第23页/共48页第二十四页，共48页。 1.分子产生荧光必须具备的条件(tiojin)（1）能吸收紫外-可见光；（2）

7、具有一定的荧光量子产率。 荧光量子产率（f）：激发分子总数发射荧光的分子数f第24页/共48页第二十五页，共48页。（1）跃迁类型：不含杂原子的芳香族化合物和共轭烯烃(xtng)： *含杂原子的烯烃(xtng)：n *（2）共轭效应：共轭体系增加，荧光效率增加, 红移。（3）刚性平面结构：降低分子振动，减少碰撞去活化的可能性, 荧光增强。（4）取代基效应：芳环上有供电基：p- 共轭，荧光增强,红移。 吸电基： S1T1增强,荧光减弱，磷光增强。重原子效应：荧光减弱，磷光增强。第25页/共48页第二十六页，共48页。1. 荧光强度与溶液(rngy)浓度的关系 If = Ia 根据朗伯-比尔定律

8、Ia = I0 - It = I0(1- e - l C) 极稀的溶液(rngy)中，If = K c第26页/共48页第二十七页，共48页。第27页/共48页第二十八页，共48页。四个部分：激发光源、试样池、双单色器系统、检测器特殊(tsh)点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。 光源：氙灯和高压汞灯，激光单色器：激发单色器：选择(xunz)激发光波长发射单色器：选择(xunz)荧光波长试样池：石英检测器：光电倍增管第28页/共48页第二十九页，共48页。(1)定量依据 If = Kc（2）定量方法 校准(jio zhn)曲线法 标准对照法 第29页/共48页第三十页，共48页。（1）灵

9、敏度高 比紫外-可见分光(fn un)光度法高24个数量级； If = Kc A = lg(I0/I)= ebc（2）选择性强 既可依据发射光谱，又可根据激发光谱；（3）试样量少缺点：应用范围小。第30页/共48页第三十一页，共48页。(1)无机化合物的分析 与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。 铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法； 氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光熄灭法测定； 铜、铍、铁、钴、锇及过氧化氢(u yn hu qn)采用催化荧光法测定； 铬、铌、铀、碲采用低温荧光法测定； 铈、铕、锑、钒、铀采用固体荧光法测定(2)生物与有机化合物的分析 第31页/共48页第三十

10、二页，共48页。第32页/共48页第三十三页，共48页。第33页/共48页第三十四页，共48页。S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间窜跃内转换振动弛豫能量l 1l 2l 4 外转换l 3T2内转换振动弛豫第34页/共48页第三十五页，共48页。第35页/共48页第三十六页，共48页。第36页/共48页第三十七页，共48页。200260320380440500560620激发光谱荧光光谱磷光光谱室温下菲的乙醇溶液荧（磷）光光谱第37页/共48页第三十八页，共48页。荧光(ynggung)计上配上磷光测量附件即可对磷光进行测量。测量方法：（1）通常借助于荧光和磷光(ln un)寿命的差别，采用磷光(ln un)镜的装置将荧光隔开。（2）采用脉冲光源和可控检测及时间分辨技术。 第38页/共48页第三十九页，共48页。1.稠环芳烃分析 采取固体表面室温磷光分析法快速灵敏测定稠环芳烃和杂环化合物（致癌物质）2.农药、生物碱、植物(zhw)生长激素的分析 烟碱、降烟碱、新烟碱3.药物分析和临床分析 第39页/共48页第四十页