分子发光分析法

好好学习天天向上Chapter4

分子发光分析法

MolecularLuminescenceAnalysis

张海萍Telmail:zhhp@发光(luminescence)物质将吸收的外部能量转换成光辐射的过程发光过程激发:物质中的可激活系统在吸收外来的能量发射:激活系统回复到较低能态而发射光子发光？不讲深光致发光photoluminescence(简称PL)光致发光photoluminescence(简称PL)电致发光ElectroLuminescent(简称EL)，

化学（反应）发光guihuo?特例生物发光同学再举例阴极射线发光总结光致发光

荧光磷光分子发光电致发光生物发光化学发光阴极射线发光发光的类型……

在光谱学中的位置光谱法分析法原子吸收光谱法紫外可见吸收光谱法分子发光分析原子发射光谱法红外吸收光谱法原子光谱法分子光谱法原子质谱法原子荧光光谱法拉曼散射光谱法核磁共振波谱法元素分析技术分子成分结构分析技术思考：分子的总能量？顺磁共振波谱法电子

能级分子的

振动转动能级核自旋及电子自旋能级进入正本4.1分子荧光分析的基本原理4.2分子荧光分析仪器4.3分子荧光分析方法及其应用第四章分子发光分析法（MFS、MPS）

4.1分子荧光分析的基本原理一、荧光及磷光的产生二、荧光光谱（激发光谱与发射光谱）三、荧光与分子结构的关系四、影响荧光强度的环境因素分子能级：分子内部各种运动状态所形成的能级结构。分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图电子能级转动能级一、荧光及磷光的产生转动能级转动能级振动能级振动能级振动能级*电子的多重态：M=2S+1

S为电子自旋量子数的代数和(0或1)荧光和磷光体系能级图系间跨越S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间跨越内转换振动弛豫能量l2l1l

3

外转换l

2T2内转换振动弛豫分子内的光物理过程(用能级图的形式表示分子荧光、分子磷光产生的历程)看出？去活化辐射跃迁非辐射跃迁荧光磷光振动驰豫内转换外转换系间跨越荧光：电子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁至

基态所发出的光。

10-7～10-9s,磷光：电子由第一激发三重态的最低振动能级跃迁至

基态所发出的光；10-4～10s；固定发射光波长,

测得的荧光(磷光)强度与激发光波长的关系曲线。二、荧光光谱fluorescencespectrum（激发光谱与发射光谱）1、激发光谱excitationspectrum

2、发射光谱emissionspectrum固定激发光波长，测得的荧光(或磷光强度)与发射光波长得关系曲线。更精细蒽的乙醇溶液的吸收光谱和荧光发射光谱0→0‘0‘→00→1‘0‘→10→2‘0‘→20→3‘0‘→3基态→第二电子激发态500250330400359nm:基态到第一激发态的跃迁250nm:基态到第二激发态的跃迁荧光01230‘1‘2‘3‘关系？1）波长比较:

λ激发<λ发射

Stokes位移：发射光谱的波长比激发光谱的长。2）形状比较：荧光光谱形状与激发波长无关。3）镜像对称：荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。3、激发光谱与发射光谱的关系影响因素0→0‘0‘→00→1‘0‘→10→2‘0‘→20→3‘0‘→3基态→第二电子激发态∑ki:其它有关过程的速率常数物理意义：表示物质发射荧光的能力。影响因素：kf

由分子化学结构决定（内因）∑ki由化学环境和化学结构决定kf:荧光发射过程的速率常数三、荧光与分子结构的关系1、荧光量子产率/荧光效率或量子效率1）跃迁类型：*→的荧光效率高，系间跨越过程

的速率常数小，有利于荧光的产生2、化合物的结构与荧光振动弛豫激发荧光2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产

生红移苯萘蒽丁省戊省化合物f0.110.290.460.600.523）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的

相互作用，故具有很强的荧光。4）取代基效应：给电子基增强荧光，吸电子基降低荧光；

空间位置；重原子效应思考：强荧光的条件？四、影响荧光强度的环境因素1、溶剂的影响2、温度的影响3、溶液pH4、其它4.2分子荧光分析仪器四面光比色皿日立F4500荧光分光光度计

3+2器件磷光分析的仪器光源检测器贝克勒耳圆盘方法及应用定量依据:溶液的荧光强度与稀溶液的浓度呈线性关系If=2.3

f

I0

lc=Kc1）标准曲线法：

2）比较法：1、定量分析法2、定性分析法两个光谱+纯品对照4.3分子荧光分析方法及其应用一、分子荧光分析的方法*直接测定法和间接测定法优点：灵敏度高：比UV-Vis的灵敏度高得多（2-4个数量级）选择性好：可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性结构信息量多：激发光谱、发射光谱、光强、荧光量子

效率、荧光寿命等。缺点：能发荧光的物质少增强荧光的方法有限干扰因素较多3、荧光分析的特点

在各领域中的应有用：在生物化学、食品化学、环境保护、材料方面的应用越来越广泛。1、无机化合物的荧光分析（元素的荧光测定）直接荧光测定，以铀和稀土元素为主；与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。2、有机化合物的荧光分析多环胺类、萘酚类、吲哚类、多环芳烃、氨基酸、蛋白质等。

二荧光分析方法的应用补充无机，性能测试，仪器的开发使用（B货）补充过度金属离子或稀土离子内部的电子跃迁例能带跃迁电荷迁移态的跃迁本章要求好好学习天天向上本章要求：一个图：用能级图表示分子荧光、分子磷光产生的历程。会画；辐射跃迁和非辐射跃迁的方式

两对定义：荧光、磷光激发光谱、发射光谱

三个了解：了解荧光与分子结构的关系了解影响溶液的荧光强度的因素。了解荧光光谱仪的结构。谢谢大家！P225-227

6-5、6-9、6-11、6-12、6-14、6-16、本章作业本章作业：1、计算立方紧密堆积的空间利用率(堆积系数)2、P37

1-103、P76

2-3说明六方大晶胞第一章晶体学基础①②③