關(guān)于熒光光譜分析第一頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三光致發(fā)光（Photoluminescence）:

熒光和磷光是分子吸光成為激發(fā)態(tài)分子，在返回基態(tài)時(shí)的發(fā)光現(xiàn)象，稱為光致發(fā)光。特點(diǎn)：★靈敏度高。檢測(cè)限比吸收光譜法低1~3個(gè)數(shù)量級(jí)；★線性范圍寬；★選擇性比吸收光譜法好。因?yàn)槟墚a(chǎn)生紫外可見(jiàn)吸收的分子不一定發(fā)射熒光或磷光；★應(yīng)用范圍不如吸收光譜法廣，因?yàn)橛械姆肿硬话l(fā)熒光?；诨衔锏臒晒鉁y(cè)量而建立起來(lái)的分析方法稱為分子熒光光譜法。第二頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三9.1熒光光譜法基本原理

9.1.1分子的激發(fā)與失活1.分子的多重態(tài)單重態(tài)

一個(gè)所有電子自旋都配對(duì)的分子的電子狀態(tài)。大多數(shù)有機(jī)物分子的基態(tài)是單重態(tài)。當(dāng)基態(tài)一對(duì)電子中的一個(gè)被激發(fā)到較高能級(jí)，其自旋方向不會(huì)立刻改變，分子仍處于單重態(tài)。三重態(tài)

有兩個(gè)電子的自旋不配對(duì)而平行的狀態(tài)。激發(fā)三重態(tài)能量較激發(fā)單重態(tài)低。第三頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.激發(fā)態(tài)分子的失活:

激發(fā)態(tài)分子不穩(wěn)定，它要以輻射或無(wú)輻射躍遷的方式回到基態(tài)。

第四頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三無(wú)輻射躍遷☆振動(dòng)弛豫：激發(fā)態(tài)分子由同一電子能級(jí)中的較高振動(dòng)能級(jí)轉(zhuǎn)至較低振動(dòng)能級(jí)的過(guò)程，其效率較高。

☆內(nèi)轉(zhuǎn)換：相同多重態(tài)的兩個(gè)電子能級(jí)間，電子由高能級(jí)回到低能級(jí)的分子內(nèi)過(guò)程。

☆系間竄越：

激發(fā)態(tài)分子的電子自旋發(fā)生倒轉(zhuǎn)而使分子的多重態(tài)發(fā)生變化的過(guò)程。

☆外轉(zhuǎn)換：激發(fā)態(tài)分子與溶劑與其他溶質(zhì)相互作用、能量轉(zhuǎn)換而使熒光

（或磷光）減弱甚至消失的過(guò)程。熒光強(qiáng)度的減弱或消失，稱為熒光熄滅（或猝滅）。

第五頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三輻射躍遷:熒光：受光激發(fā)的分子從第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)回到基態(tài)所發(fā)出的輻射。壽命為10-8~10-11s。由于是相同多重態(tài)之間的躍遷，幾率較大，速度大，速率常數(shù)kf為106~109s-1。

磷光：從第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)回到基態(tài)所發(fā)出的輻射。由于磷光的產(chǎn)生伴隨自旋多重態(tài)的改變，輻射速度遠(yuǎn)小于熒光，磷光壽命為10-4~10s。第六頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.熒光強(qiáng)度與濃度的關(guān)系F=K′（I0—I）I0——入射光輻射功率；I——透射光輻射功率；熒光量子產(chǎn)率（Ф）。9.1.2熒光強(qiáng)度及影響熒光的因素

熒光是物質(zhì)吸收光子之后發(fā)出的輻射，熒光強(qiáng)度（F）與熒光物質(zhì)的吸光程度及其發(fā)射熒光的能力有關(guān)。第七頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三F=K′（I0—I）根據(jù)朗伯-比爾定律，=εbc則假設(shè)εbc＜0.05F=K’I02.303εbc當(dāng)I0一定時(shí)F=K·C(K=K’I02.303εb)即在低濃度時(shí)，溶液的熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)的濃度成正比，這是熒光法定量的基礎(chǔ)。第八頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.熒光量子產(chǎn)率Φ物質(zhì)分子發(fā)射熒光的能力用熒光量子產(chǎn)率（Φ）表示：

凡是使熒光速率常數(shù)kf增大而使其他失活過(guò)程（系間竄越、外轉(zhuǎn)換、內(nèi)轉(zhuǎn)換）的速率常數(shù)減小的因素都可使熒光增強(qiáng)。Φ與失活過(guò)程的速率常數(shù)k有關(guān)：第九頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三熒光與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

（1）電子躍遷類型

發(fā)射π*→π躍遷比π*→n躍遷更常見(jiàn)（2）共軛效應(yīng)

芳香族化合物的熒光最常見(jiàn)且最強(qiáng)，大多數(shù)未取代芳烴在溶液中發(fā)熒光，隨著環(huán)的數(shù)目和稠合程度增加，熒光峰紅移，Φ↑。簡(jiǎn)單雜環(huán)化合物不發(fā)熒光，但具有稠環(huán)結(jié)構(gòu)的雜環(huán)化合物都發(fā)熒光。（3）平面剛性結(jié)構(gòu)效應(yīng)

有剛性結(jié)構(gòu)的分子容易發(fā)熒光，剛性和共平面性的增加有利于熒光發(fā)射。CH2聯(lián)苯Φ=0.2

芴Φ=1

第十頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三化合物相對(duì)熒光強(qiáng)度苯10C6H5COOHC6H5NO230C6H5CH3C6H5OHC6H5OCH3C6H5NH2C6H5CN1718202020C6H5ClC6H5BrC6H5I750(4)取代基的影響芳環(huán)上有羧基、羰基或亞硝基等吸電子基團(tuán)取代時(shí)，熒光減弱；給電子取代基如-OH、-NH2、-CN、-OCH3等會(huì)使熒光強(qiáng)度增加。重原子效應(yīng)含有重原子的分子中，系間竄躍的幾率大,使熒光減弱，磷光增強(qiáng)。第十一頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三熒光與環(huán)境因素的關(guān)系★溫度降低會(huì)使熒光強(qiáng)度增大；★帶有酸性或堿性取代基的芳香化合物的熒光與pH有關(guān)；★溶劑溶劑極性增加有時(shí)會(huì)使熒光強(qiáng)度增加，熒光波長(zhǎng)紅移；若溶劑和熒光物質(zhì)形成氫鍵或使熒光物質(zhì)電離狀態(tài)改變，會(huì)使熒光強(qiáng)度、熒光波長(zhǎng)改變；含重原子的溶劑（碘乙烷、四溴化碳）使熒光減弱?！锶芙庋醯拇嬖谕篃晒鈴?qiáng)度降低?；衔锵鄬?duì)熒光強(qiáng)度C6H5OH18C6H5O—

10C6H5NH2

20+C6H5NH3

0第十二頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三9.1.3激發(fā)光譜和熒光光譜

任何熒光化合物都具有兩種特征光譜：熒光激發(fā)光譜（吸收光譜）—固定某一發(fā)射波長(zhǎng)，測(cè)定該波長(zhǎng)下的熒光發(fā)射強(qiáng)度隨激發(fā)波長(zhǎng)變化所得的光譜。熒光發(fā)射光譜（熒光光譜）——固定某一激發(fā)波長(zhǎng)，測(cè)定熒光發(fā)射強(qiáng)度隨發(fā)射波長(zhǎng)變化得到的光譜。第十三頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三熒光光譜的特點(diǎn)：①斯托克斯位移（Stokesshift)。與激發(fā)光譜相比，熒光光譜的波長(zhǎng)總是出現(xiàn)在更長(zhǎng)的波長(zhǎng)處；②熒光光譜與激發(fā)波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。無(wú)論用λ=250和350nm作激發(fā)光源，所得熒光光譜形狀和峰的位置都是相同；③吸收光譜與發(fā)射光譜大致成鏡像對(duì)稱。第十四頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三9.2熒光分析儀器和熒光法的應(yīng)用

9.2.1熒光分光光度計(jì)熒光分光光度計(jì)既可用于定量分析，也可用于測(cè)繪激發(fā)光譜和熒光光譜。第一單色器選擇激發(fā)光波長(zhǎng)（＞250nm的紫外光），故稱為激發(fā)單色器。第二單色器（熒光單色器）與激發(fā)光入射方向垂直，并選擇熒光波長(zhǎng)，可提高方法的選擇性和準(zhǔn)確度。

第十五頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三9.2.2熒光法的應(yīng)用熒光法靈敏度高、選擇性好，可用于痕量分析，但是能發(fā)生熒光的化學(xué)體系不多，這是熒光法的應(yīng)用特點(diǎn)。無(wú)機(jī)物通過(guò)與熒光試劑作用生成熒光螯合物而進(jìn)行熒光分析，非過(guò)渡金屬離子的熒光螯合物較多，熒光試劑具有兩個(gè)（或以上）與MZ+形成螯合物的電子給予體官能團(tuán)的芳香結(jié)構(gòu)。第十六頁(yè)，共十八頁(yè)，編輯于2023年，星期三名稱結(jié)構(gòu)式應(yīng)用9-蒽基重氮甲烷