第十一章荧光分析法PPT学习教案.pptx

会计学1第十一章荧光分析法

2024/12/22荧光分析法：是基于被测物质的荧光谱线位置及其强度进行的分析方法（属于发射光谱法）。应用对象：一般是能产生强荧光的分子或某些特定离子本章重点：（1）分子荧光产生的过程（2）荧光与分子结构关系（3）分子荧光定量方法第1页/共37页

2024/12/22一、分子荧光与磷光的产生过程1.分子电子能级与激发过程分子能级比原子能级复杂；在每个分子的电子能级上，都存在振动、转动能级。多数分子常温时处在基态最低振动能级，当吸收能量便可发生能级间跃迁。为便于说明电子跃迁过程，必须确定电子能级的多重性用符号M表示。M=2S+1，S轨道总自旋量子数第2页/共37页

2024/12/22S为电子自旋量子数的代数和(要么为0要么为1)；S=0时M=1，此时电子所处的能态为单重态用符号S表示。S=1时M=3，此时电子所处的能态为三重态用符号T表示。平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则)，三重态能级比相应单重态能级低；大多数有机分子的基态处于单重态用S0表示；第3页/共37页

2024/12/22电子吸收一定能量由基态(S0)向激发态发生跃迁若电子方向不改变→产生激发单重态(用S1、S2···表示)若电子方向改变→产生激发三重态(用T1、T2···表示)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4页/共37页

2024/12/222.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磷光内转换外转移振动驰预系间跨越无辐射跃迁激发态停留时间越短、返回速度越快的途径，发生几率最大，发光强度相对也越最大；荧光：10-7～10-9s,第一激发单重态的最低振动能级→基态；磷光：10-4～10s；第一激发三重态的最低振动能级→基态；第5页/共37页

2024/12/22S2S1S0T1吸收发射荧光发射磷光系间跨越内转换振动弛豫能量l2l1l3外转换l?2T2内转换振动弛豫第6页/共37页

2024/12/22（1）振动弛豫（VibrationalRelaxation,VR）在液相或压力足够高的气相中，处于激发态的分子通过与溶剂分子碰撞而将部分能量以热的形式传递给周围的溶剂分子，电子则从高振动能层返回到低的振动能级的过程，称为振动弛豫。该过程在同一电子能级内进行。（2）内转换（InternalConversion，IC）对于具有相同多重度的分子，若较高电子能级的低振动能层与较低电子能级的高振动能层相重叠时，则电子可在重叠的能层之间通过振动耦合产生无辐射跃迁的过程，如S2-S1；T2-T1。该过程在同一类电子能级相邻的激发态间进行。第7页/共37页

2024/12/22（3）外转换（ExternalConversion，EC）受激分子与溶剂分子或其它分子相互碰撞而失去能量，从而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程，也称“熄灭”或“猝灭”。该过程发生在S1－S0···，T1－S0（4）系间跨跃（IntersystemConversion，ISC）系间跨跃是发生在两个不同多重态之间的无辐射跃迁，如从S1到T1，该跃迁是禁阻的。然而，当不同多重态的两个电子能层有较大重叠时，处于这两个能层上的受激电子的自旋方向发生变化，即可通过自旋-轨道耦合而产生无辐射跃迁，该过程称为系间跨跃。发生在不同多重态之间第8页/共37页

2024/12/22（5）荧光发射电子从第一激发单重态最低振动能级（时间10-9-10-7s）以辐射形式跃迁到基态各振动能级所产生的光子辐射称为荧光或荧光发射。由于各种去活化过程的存在，荧光辐射能通常要比激发光能量低，即荧光波长总是大于激发波长。（6）磷光发射电子从第一激发三重态的最低振动能级以辐射形式跃迁到基态的各个振动能级所产生的光子辐射称为磷光或磷光发射。由于三重态振动能级比单重态的低，即磷光波长总是大于荧光波长。第9页/共37页

2024/12/22二、荧光的激发光谱和发射光谱荧光：光致发光，照射光波长如何选择？1.荧光的激发光谱（曲线）固定发射波长(选最大发射波长),通过激发单色器扫描，以不同激发光照射荧光物质，记录荧光强度对激发光波长的关系曲线（图中曲线I）。激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，发射的荧光强度最大。第10页/共37页

2024/12/222.荧光光谱(发射光光谱)固定激发光波长和强度(选最大激发波长),通过发射单色器扫描，记录荧光强度与发射光波长关系的曲线(图中曲线II)。任何荧光都具有两种特征光谱：激发光谱与发射光谱。它们是荧光定性分析的基础。由于不同物质具不同的特征发射峰，因而使用荧光发射光谱可用于鉴别荧光物质。第11页/共