第三章__荧光分析法.ppt

* * 跃迁类型 实验表明，大多数荧光化合物都是由π→π＊或ｎ→π＊跃迁激发，然后经过振动弛豫或其他无辐射跃迁，再发生π＊→π或π＊→ｎ跃迁而产生荧光，其中π＊→π的跃迁的量子效率较高。 此外，在π＊→π 跃迁过程中，通过系间跨越跃迁至三重态的速率常数也较小，也有利于荧光的发射。 共轭效应 含有π→π＊跃迁能级的芳香族化合物的荧光最强。这种体系中的π电子共轭度越大，则π电子非定域性越大，越易被激发，荧光也就越易发生，而且荧光光谱将随共轭程度的增加向长波移动。 * * 绝大多数能发生荧光的物质含有芳香环或杂环。 任何有利于提高π电子共轭度的结构改变都将提高荧光效率，并使荧光波长向长波方向移动。 刚性平面结构 实验发现多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光。因为这种结构可以减少分子的振动，使分子与溶剂或其他溶质分子的相互作用减小，减少了碰撞去活的可能性。 酚酞 荧光素 无荧光 强荧光 氧桥 * * 取代基效应 芳香族化合物苯环上的不同取代基对该化合的荧光强度和荧光光谱有很大的影响。 给电子基团，如-0H、-OR、-NH2、-CN、-NR2等，使荧光增强。 吸电子基团，如-COOH、-C=O、-NO2、-NO、卤素离子等，会减弱甚至猝灭荧光。 如果将一个高原子序数的原子引入到π电子体系中，往往会增强磷光而减弱荧光。 “重原子效应”——增加系间跨越速率所致。 * * 如，卤代苯中 双取代和多取代物对非定域π电子激发的影响较难预测。但若能增加分子的平面性，例如取代基之间能形成氢键，则荧光增强；反之，则荧光减弱。 溴苯 无荧光 氟苯 氯苯 碘苯 * * 四、溶液的荧(磷)光强度 荧光强度与溶液浓度的关系 荧光量子产率 荧光强度If与溶液浓度c的关系： 根据Beer定律，经推导可得： 当I0和 一定时： 吸收的光量 线性关系成立条件 * * 影响荧光强度的因素 溶剂：溶剂效应和特殊溶剂效应。 溶剂效应：溶剂的折射率和介电常数的影响。普遍存在。 溶剂对光的散射和折射。 溶剂极性增大，对激发态的稳定作用增强，使荧光强度增加，光谱红移。 特殊溶剂效应：荧光体和溶剂分子间的特殊化学作用。如氢键的生成和化合作用。对荧光光谱的强度和形状影响大。 温度：敏感，影响大。 下降：碰撞失活几率减小，有利于荧光产生。 分析时要控制好温度。 * * 溶液pH值： 带有酸性或碱性官能团的大多数芳香族化合物的荧光一般都与溶液的pH有关。影响分子的存在形式。 如，苯胺：pH7-12，分子形式，蓝色荧光 pH2或pH13，离子形式，无荧光 金属离子与有机试剂形成的发光螯合物也受到溶液pH的影响。影响螯合物的形成和组成。 如，镓与2,2’-二羟基偶氮苯的螯合物： pH3-4，1:1螯合物，有荧光 pH6-7，1:2螯合物，无荧光 * * 内滤光作用和自吸收现象： 内滤光作用：溶液中若存在着能吸收激发或荧光物质所发射光能的物质，就会使荧光减弱，这种现象称为内滤光作用。 如，1μg·cm-3的色氨酸溶液中，如有K2Cr2O7存在，由于色氨酸的激发和发射峰附近正好是K2Cr2O7的两个吸收峰，K2Cr2O7吸收了色氨酸的激发能和发射的荧光，使测得的色氨酸荧光大大减弱。 自吸收现象：内滤光作用的另一种情况是荧光物质的荧光发射光谱的短波长一端与该物质的吸收光谱的长波长一端有重叠，在溶液浓度较大时一部分荧光发射被自身吸收，这种现象称为自吸收。 * * 溶液的荧光猝灭 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的现象称为荧光猝灭。 能引起荧光强度降低的物质称为荧光猝灭剂。 猝灭形式： 碰撞猝灭 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 转入三重态的猝灭 发生电子转移反应的猝灭 荧光物质的自猝灭 * * §3-3 荧光分析仪 结构 图3.4 荧光分析仪基本部件示意图 * * 由光源发出的光经第一单色器得到所需要的激发光波长。激发光通过样品池后，由于一部分光能被荧光物质吸收，其透射光强度将减弱。 荧光物质被激发后，将发射荧光。为了消除入射光（透射光）和散射光的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角的方向上进行。 为消除可能共存的其他光线的干扰，如由激发光所产生的反射光、Rayleight(瑞利)散射光和Raman(拉曼)光，以及为将溶液中杂质所发生的荧光滤去，以获得所需要的荧光，在样品池和检测器之间设置了第二单色器。 得到的荧光作用于检测器上，得到相应的电信号，经放大后再记录下来。 * * 组成 激发光源：在紫外—可见区范围，常用的光源是氙灯和高压汞灯。 样品池：荧光用的样品池须用低荧光的材料制成，通常用石英，形状以方形和长方形为宜。 单色器：