分子发光分析试卷
分子荧光分析
2 共扼效应 因为: 共扼程度越大, * 与之间的能级差越小,就越利于基态电子 被激发. 所以大多数能产生荧光的物质都具有共扼结构，如芳环等.
0.18
0.61
荧 光 效 率 增 大
0.93
3 刚性平面结构: 可以减小面外振动,减小与溶剂或其他溶质的 相互作用.减小能量以非光能方式损失.
HO OH
分子荧光分析
1. 发射光谱分析
样品池 + 光源
1
2. 吸收光谱分析
2
样品池
1
1
第一节 基本原理
一、分子荧光的产生 先知道分子能级的单重态和多重态 能级的多重度 M = 2S + 1 (S为自旋量子数代数和) 同轨道上的一对电子：
自旋方向相反S = 0, M=1表示能级为单重态 (S);
自旋方向相同S = 1, M=3表示能级为三重态 (T)。
HO
O
OH
O O
O O
酚酞
荧 光 素
4 取代基效应: 接在苯环上的给电子基团使处于基态的电子数 增多,电子跃迁的几率增大, 使荧光增强.
五荧光物质的浓度与荧光强度的关系 ——定量分析理论依据
荧光效率
=发射荧光量子数/吸收光量子数
不是所有被激发的分子都可以发射荧光，能发射荧 光的实际分子数相对于被激发分子的总数之比叫荧光效 率。
荧光效率决定荧光强度If
=Ia =Io -It =Io （1-e-ε lc）
Io: 激发光强度
If =2.3Iolc =Kc
荧光强度If与激发光强度和溶液浓度成正比，此关 系只有在极稀溶液条件下才成立.
六、荧光猝灭
荧光分子与溶剂分子或其他分子相互 作用引起荧光强度降低的现象称为荧光猝 灭。 包括： 碰撞猝灭，能量转移等。
川大学仪器分析第八章 分子发光分析法答案
第八章分子发光分析法基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素，掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点，重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。
难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。
参考学时：3学时作业参考答案1.简述荧光法产生的基本原理。
具有什么样结构的物质最容易发荧光答：物质受电磁辐射激发后，被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光，基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。
芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。
2.解释下列名词：单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失活、系间窜跃、荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱答：单重态：电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。
三重态：有两个电子自旋不配对而同方向的状态。
荧光：受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射；振动弛豫：由于分子间的碰撞，振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级，多余的振动能以热的形式失去的过程。
内转换：在相同激发多重态的两个电子能级间，电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。
外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。
失活：激发态分子不稳定，他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态，这就是激发态分子的失活。
系间窜跃：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。
荧光量子产率：表示物质分子发射荧光的能力。
荧光量子产率＝发射荧光的分子数/激发态的分子数＝发射的光子数/吸收的光子数激发光谱：在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度，将荧光强度对激发光波长作图，即得到激发光谱，实际为荧光物质的吸收光谱。
荧光光谱：如果将激发光的波长固定在最大激发波长处，测量不同荧光波长处荧光的强度，将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱（或称发射光谱）。
仪器分析练习题02紫外可见分光光度法分子发光分析法(含答案
一、单选题1. UV-Vis 吸收光谱是由（ ） A. 最内层原子轨道上的电子跃迁产生 B. 原子最外层电子跃迁产生 C. 分子价电子能级跃迁产生D. 分子振动和转动产生2. 下列有关有机化合物外层电子能级跃迁的哪种表述是正确的（ ） A. σ→σ*有最低的能量 B. π→π*最低的能量C. n →π*有最低的能量D. n→σ*可产生波长最大的吸收3. 某化合物在己烷和乙醇中的λmax 分别为305和307 nm ，则该化合物的跃迁是下列哪种跃迁（ ）A. π→π*B. n →π*C. n →σ*D. σ→σ*4. 下列哪种化合物中不存在π→π*跃迁（ ） A. 乙烯B. 丙酮C. 苯乙炔D. 乙醇5. 当pH 由酸性变为碱性，苯酚的最大吸波长将发生何种变化（ ） A. 红移B. 蓝移C. 不变D. 不能确定6. 分光光度计中控制波长纯度的元件是（ ） A. 棱镜B. 光栅C. 狭缝D. 光栅+狭缝7. 某浓度待测物的透射比为T ，若其它条件不变，浓度增大一倍后的透射比应为（ ） A. 2TB. 2/TC. T 2D.T8. 在符合朗伯-比尔定律的范围内，有色物质的浓度、最大吸收波长和吸光度三者的关系为（ ） A. 增大、增大、增大 B. 减小、不变、减小 C. 减小、增大、减小D. 增大、减小、不变9. 指出下列哪种因素不会产生对朗伯-比尔定律的偏差（ ）A. 溶质的离解作用B. 杂散光进入检测器C. 溶液的折射指数增加D. 改变吸收光程长度 10. 下列哪种化合物不太适合作为UV 光谱测定时的溶剂（ ）A. 环己烷B. 甲醇C. 乙腈D. 甲苯11. 质量相同的A 、B 物质（摩尔质量M A >M B ），经过显色测量后所得吸光度相等，则它们的摩尔吸光系数的关系为（ ） A. εA >εBB. εA <εBC. εA =εBD. εA <1/2εB12. 在符合朗伯-比尔定律的范围内，以下说法正确的是（ ）A. 溶液透射比T 越大，说明对光的吸收越强B. 透射比T 与浓度成正比C. 摩尔吸光系数随λ改变，但与浓度无关D. 摩尔吸光系数随λ和浓度而改变13.以下说法正确的是（）A. 透射比与浓度呈直线关系B. 助色团可使生色团的吸收波长红移C. 比色法测定FeSCN+时，应选用红色滤光片D. 玻璃棱镜适合紫外光区14.在吸收光谱曲线中，吸光度的最大值是偶数阶导数光谱曲线的（）A. 极大值B. 极小值C. 零D. 极大或极小值15. 双波长分光光度计和单波长分光光度计的主要区别在于（）A. 光源个数B. 检测器个数C. 吸收池个数D. 使用单色器个数16. 双波长分光光度计的输出信号是（）A. 试样吸收与参比吸收之差B. 试样在λ1与λ2处的吸收之差C. 试样在λ1与λ2处的吸收之和D. 试样在λ1和参比在λ2处的吸收之差17. 示差分光光度法与普通分光光度法的不同之处是（）A. 标准溶液不同 D. 所选测定波长不同B. 参比溶液不同 D. 使用的光程不同18. 用普通分光光度法测定标液c1的透射比为20%，试液透过率为12%；若以示差光度法测定，以c1为参比，则试液的透射比透光度为（）A. 40%B. 50%C. 60%D. 70%19. 某分光光度计的测量误差∆T=，在透射比T=70%时，由测量引起的浓度相对误差为（）A. 2%B. 8%C. 6%D. 4%20. 邻二氮菲法测定铁时，应在加入盐酸羟胺摇匀后应放置至少2分钟后再加显色剂邻二氮菲，若放置时间不足，则分析结果很可能会（）A. 无影响B. 不一定C. 偏低D. 偏高21. 邻二氮菲法测定水中微量铁含量的分析步骤是（）A. 还原－发色－调节pH－比色－酸化B. 酸化－还原－调节pH－发色－比色C. 发色－酸化－还原－调节pH－比色D. 调节pH－发色－还原－酸化－比色22. 在吸光光度法中，有时会出现标准曲线不通过原点的情况，下列哪种情况不会引起这一现象（）A. 吸收池位置放置不当B. 参比溶液选择不当C. 吸收池光学玻璃不洁净D. 显色反应灵敏度较低23．用紫外吸收光谱区别共轭烯烃和α,β-不饱和酮可根据下列哪种吸收带出现与否来判断（）A. K带 B. R带 C. E带 D. B带24. 下列四种化合物λmax的顺序为（）（a）CH CH CH CH2（b）CH CH2C2H5（c）CH CH CH CH2（d）CH CH2C2H5A. b>c>d>aB. a>d>c>bC. b>d>c>aD. a>c>d>b25. 下列关于荧光发射光谱的叙述中正确的是（）A. 发射与激发光谱在任何情况下都是镜像关系B. 发射光谱的形状与激发波长无关C. 发射光谱位于激发光谱的左侧D. 发射光谱就是分子的吸收光谱26. 用波长300 nm的入射光激发硫酸奎宁的稀硫酸溶液时，所产生的300 nm的发射光是（）A. 荧光B. 磷光C. Reyleigh散射D. 无法判断27.分子荧光分光光度计常用的光源是（）A. 空心阴极灯B. 氙灯C. 氘灯D. 碳硅棒28. 荧光分析法是通过测定那种类型的光而达到对物质定性或定量分析的目的（）A. 激发光B. 磷光C. 发射光D. 散射光29. 下列是化学发光仪必须的元件是（）A. 光电倍增管B. 光栅C. 氘灯D. 氙灯30. 荧光物质，随溶液的温度降低，其荧光量子率将（）A. 减小B. 增大C. 不变D. 不能确定31. 极性溶剂会使被测物质的UV-Vis吸收光谱（）A. 消失B. 精细结构更明显C. 发生位移D. 分裂32. 分子的UV-Vis吸收光谱为带状光谱，其原因是（）A. 分子中价电子运动的离域性质B. 分子中价电子能级的相互作用C. 分子振动能级的跃迁伴随着转动能级的跃迁D. 分子电极能级的跃迁伴随着振动、转动能级的跃迁33. 某化合物分子式为C5H8O，其UV光谱上有两个吸收带：λmax=204 nm（εmax=9750）；λmax=314 nm （εmax=38）。
第七章 分子发光分析
如8-巯基喹啉在下列四种不同极性溶剂中的情况
溶剂 介电常数 四氯化碳 2.24 氯仿 5.2 丙酮 21.5 乙腈 38.8
荧光峰λ/nm 荧光效率
390
0.002
398
0.041
405
0.055
410
0.064
22:50
③ 溶液pH值对荧光强度的影响 不同的pH值，化合物所处状态不同，不同的 化合物或化合物的分子与其离子在电子构型上有 所不同。 对于金属离子与有机试剂形成的发光鏊合物， 一方面pH会影响鏊合物的形成，另一方面还会 影响鏊合物的组成，因而影响它们的荧光性质。 如：苯酚在酸性溶液中呈现荧光，但在碱性 溶液中，无荧光。
浓度范围为：10-5μg/ml～100μg/ml 。对于较 浓溶液，由于猝灭现象和自吸收等原因，使荧光 强度和浓度不呈线性关系,将向浓度轴偏离。
22:50
（2）影响荧光强度的因素 ① 溶剂对荧光强度的影响 一般来说，随着溶剂介电常数的增大，荧光 峰的波长越大，荧光效率也越大。 ② 温度对荧光强度的影响 温度上升使荧光强度下降。
22:50
① 碰撞猝灭 处于激发单重态的荧光分子与猝灭剂分子相碰 撞，使激发单重态的荧光分子以无辐射跃迁的方 式回到基态，产生猝灭作用。 。
② 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 由于部分荧光物质分子与猝灭剂分子生成非荧 光的配合物而产生的。此过程往往还会引起溶液 吸收光谱的改变。
22:50
③ 氧的猝灭作用 分子由于系间的跨越跃迁，由单重态跃迁到三 重态。转入三重态的分子在常温下不发光，它们 在与其它分子的碰撞中消耗能量而使荧光猝灭。 溶液中的溶解氧对有机化合物的荧光产生猝灭 效应是由于三重态基态的氧分子和单重激发态的 荧光物质分子碰撞，形成了单重激发态的氧分子 和三重态的荧光物质分子，使荧光猝灭。
仪器分析作业03参考答案(第三、五章紫外可见分光光度法+分子发光分析法)华南理工大学仪器分析
01. 溶液有颜色是因为它吸收了可见光中特定波长范围的光。
若某溶液呈蓝色，它吸收的是什么颜色的光？若溶液无色透明，是否表示它不吸收光？答：溶液呈蓝色，表明其吸收了蓝光的互补光，即黄光（若答是吸收了黄光外的所有可见光，不能说错，但是这样的情况过于巧合，少见！）。
若溶液无色透明，仅能说明其不吸收可见波段的光。
2. 分别在己烷和水中测定某化合物UV-Vis 光谱，发现该化合物的某个吸收峰由285 nm （己烷）蓝移至275 nm （水），（1）判断产生该吸收峰的跃迁类型；（2）试估算该化合物与水生成氢键的强度。
答：（1）溶剂极性增大，λmax 蓝移，表明该吸收峰是由n →π*跃迁产生的。
（2）()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛λ-λ⋅⋅=己烷氢键max O H max A 11hc N E 2 ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--99834-23102851-102751100.31063.61002.61mol J 28.15-⋅=3. 按从小到大顺序对下列化合物的λmax 排序，并简单说明理由（不要想得太复杂）A. NO 2B. NO 2t-C 4H 9t-C 4H 9 C.NO 2CH 3 D. NO 2C 2H 5答：B<D<C<A （空间位阻依次减小，共轭程度依次增加，λmax 红移）4. 某化合物分子式为C 10H 16，用其他仪器方法已经证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱λmax =230 nm （ε=9000），1mol 该化合物只能吸收2 mol H 2，加氢后得到1-甲基-4异丙基环己烷，试确定该化合物的可能结构。
答： 1mol 该化合物只能吸收2 mol H 2，且其紫外光谱λmax =230 nm （ε=9000）可知该化合物含两个共轭但非同环双键（同环共轭双键基值为253 nm ）；该化合物含异丙基（双键不会出现在异丙基上），根据加氢后产物结构可推出该化合物可能结构如下：根据Woodward 规则可计算出该化合物的λmax =214+5（环外双键）+5⨯2（烷基取代）=229 nm ，与所测值相符。
(完整word版)分子发光分析(习题及答案)
(完整word版)分子发光分析(习题及答案)
分子发光分析
一、选择题
1. Stokes位移是指分子的荧光发射波长总是比其相应的吸收(或激发)光谱的波长( 1 )
(1) 长(2) 短(3) 相等(4) 无法比较
2. 发射光谱的形状与激发波长（4 ）
(1) 有关(2) 无关(3) 不确定(4) 前三者都有可能
3.电子由第一激发单重态的最低振动能级返回到基态的过程是发射( 1 )
(1) 荧光(2) 磷光(3) 化学发光(4) 拉曼光
4. 电子由第一激发三重态的最低振动能级返回到基态的过程是发射( 2 )
(1) 荧光(2) 磷光(3) 化学发光(4) 拉曼光
5. 荧光是一种( 3 )现象
(1) 热致发光(2) 场致发光(3) 光致发光(4) 生物发光
6. 下列哪种分子结构不利于产生荧光？( 3 )
(1) 具有ππ*跃迁(2) 具有刚性平面结构
(3) 具有吸电子基团(4) 具有长的共轭结构
二、填空题
1. 荧光物质分子都有两个特征光谱，即____激发光谱_________和______发射光谱_______。
2. 荧光发射光谱与它的激发光谱成____镜像_________关系。
三、简答题
1. 激发态分子常见的非辐射的去活化过程有哪几种？试分别加以说明。
2. 如何区别荧光和磷光？。
华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)配套题库-课后习题-分子发光分析法【圣才出品】
第六章分子发光分析法1．解释下列名词：（1）荧光；（2）磷光；（3）化学发光；（4）荧光激发光谱；（5）荧光发射光谱；（6）荧光量子产率；（7）荧光猝灭。
答：（1）荧光如果分子被激发到某个电子激发态的某个振动能级上，处于这个能态的分子会通过振动弛豫、内转换等一系列非辐射方式衰变到S 1态的最低振动能级，然后发生10S S →的辐射跃迁，这个辐射跃迁过程即发射出荧光。
（2）磷光分子被激发到某个电子激发态的某个振动能级上后，通过振动弛豫、内转换和体系间窜跃等一系列非辐射方式衰变到T 1态的最低振动能级，然后发生01T S →的辐射跃迁，这个辐射跃迁过程即发射出磷光。
（3）化学发光在某些化学反应中，反应产生的能量可以光辐射的形式释放出来，这种现象称为化学发光。
（4）荧光激发光谱以不同波长的入射光激发荧光物质，并在固定波长处测量激发出来的荧光强度，然后以激发波长为横坐标，荧光强度为纵坐标绘制关系曲线，便得到荧光激发光谱。
（5）荧光发射光谱固定激发光的波长和强度不变，测量不同波长处发射的荧光强度，绘制荧光强度随发射波长变化的关系曲线，便得到荧光发射光谱。
（6）荧光量子产率荧光量子产率是指荧光物质被激发后所发射荧光的光子数与吸收的激发光的光子数之比值。
（7）荧光猝灭荧光物质与溶液中其他物质发生作用，使荧光强度减弱或者消失的作用称为荧光猝灭。
2．简述影响物质的荧光发射的主要因素。
答：影响物质的荧光发射的主要因素如下：（1）分子结构①共轭 键体系：发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团，共轭体系越大，荧光效率越高；②刚性平面结构：荧光效率高的物质，其分子多是平面构型且具有一定的刚性；③取代基的影响：取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响，给电子取代基可使荧光增强，吸电子取代基使荧光减弱。
（2）环境因素①溶剂的影响：溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响，溶剂的极性越强，荧光强度越大；②温度的影响：温度对溶液荧光强度影响明显，对于大多数荧光物质，升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低；③pH的影响：溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响；④内滤光作用和自吸收作用：溶液中若存在能吸收激发光或荧光的物质，就会使实际测到的荧光减弱。
第二章分子发光分析
(3) 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， 使分子与溶剂或其它溶质分子的相互作用 减少，也就减少了碰 撞去活的可能性。
19
（4）取代基效应
给电子基团，荧光增强（-OH、-OR、-CN、-NH2）
芳环上 取代基ຫໍສະໝຸດ 产生了p-共轭作用，增强了电子共轭程度，使最低 激发单重态与基态之间的跃迁几率增大。
4
2．分子内的光物理过程
其中S0、S1和S2分别表示分子的基态、第一和第二电子激发的单重态
T1和T2则分别表示分子的第一和第二电子激发的三重态。
V=0、1、2、3、…表示基态和激发态的振动能级。
5
非辐射能量传递过程；
S1
S2
T1
S0 吸光1
吸光2
振动弛豫:
在同一电子能级 中，电子由高振 动能级转至低振 动能级，而将多 余的能量以热 的
A + B C* + D C* C + h
36
间接发光是被测物A或B，通过化学反应生成初始激发态产
物C* ， C* 不直接发光，而是将其能量转移给F，使F跃迁 回基态，产生发光。
A + B C* + D C*+F F* + E F* F + h
2. 气相化学发光和液相化学发光
（1）气相化学发光
（一）荧光和磷光的产生
从分子结构理论来讨论
振动能级
电子所处的能级
分子中电子
转动能级
的能量状态
S=0, J=1 单重态S表示
（所有电子都是自旋配对的） 电子的多重态 大多数基态分子都处于单重态
J=2S+1
分子发光分析法
第7章分子发光分析法【7-1】解释下列名词。
（1）单重态；（2）三重态；（3）荧光；（4）磷光；（5）化学发光；（6）量子产率；（7）荧光猝灭；（8）振动弛豫；（9）系间跨越；（10）内转换；（11）重原子效应。
答：（1）单重态：在给定轨道中的两个电子，必定以相反方向自旋，自旋量子数分别为1/2和-1/2，其总自旋量子数s=0。
电子能级的多重性用M=2s+1=1，即自旋方向相反的电子能级多重性为1。
此时分子所处的电子能态称为单重态或单线态，用S表示。
（2）三重态：当两个电子自旋方向相同时，自旋量子数都为1/2，其总自旋量子数s=1。
电子能级的多重性用M=2s+1=3，即自旋方向相同的电子能级多重性为3，此时分子所处的电子能态称为三重态或三线态，用T表示。
（3）荧光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过振动弛豫及内转换，回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
（4）磷光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光（5）化学发光：化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。
表示。
（6）量子产率：激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用f（7）荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子之间发生猝灭，荧光猝灭分为静态猝灭和动态猝灭。
（8）振动弛豫：处于激发态最高振动能级的外层电子回到同一电子激发态的最低振动能级以非辐射的形式将能量释放的过程。
（9）系间跨越：处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。
即分子由激发单重态以无辐射形式跨越到激发三重态的过程。
（10）内转换：相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。
（11）重原子效应：使用含有重原子的溶剂（如碘乙烷、溴乙烷）或在磷光物质中引入重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光强度，这种效应称为重原子效应。
武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)课后习题(分子发光分析法) 【圣才出品】
第8章 分子发光分析法8-1 解释下列名词：（1）单重态；（2）三重态；（3）系间窜越；（4）振动弛豫；（5）荧光猝灭；（6）荧光量子产率；（7）重原子效应。
答：（1）单重态是指分子中的全部电子都自旋配对的分子能态，用符号S 表示，单重态分子具有抗磁性。
（2）三重态是指分子中存在两个自旋不配对的电子的分子能态，用符号T 表示，三重态分子具有顺磁性。
（3）系间窜越是指不同多重态的两个电子态间的非辐射跃迁的过程。
（4）振动弛豫是指分子将多余的振动能量传递给介质而衰变到同一电子能级的最低振动能级的过程。
（5）荧光猝灭是指荧光物质与溶剂分子间发生导致荧光强度下降的化学或物理过程。
（6）荧光量子产率是指荧光物质吸光后发射的荧光光子数与吸收的激发光光子数的比值。
（7）重原子效应是指磷光测定体系中存在原子序数较大的原子时，重原子的高核电荷引起或增强了溶质分子自旋轨道的耦合作用，从而增大了，体系间的窜11S T →01S T →跃概率，有利于磷光的产生的现象。
8-2 说明磷光与荧光在发射特性上的差别及其原因。
答：磷光与荧光在发射特性上的差别及其原因如下：（1）磷光是来自最低激发三重态的辐射跃迁过程所伴随的发光现象，发光过程速率常数小，激发态的寿命相对较长。
第一激发单重态的最低振动能级，通过系间窜越至第一激发三重态，再经振动弛豫，转至最低振动能级进而发射磷光，系间窜跃是自旋禁阻的，因此过程速率常数小。
（2）荧光是来自最低激发单重态的辐射跃迁过程所伴随的发光现象，发光过程速率常数大，激发态的寿命短。
8-3 简要说明荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因。
答：荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因为：荧光的产生是由第一电子激发态的最低振动能级开始，而与荧光分子被激发至哪一能级无关。
8-4 与分光光度法比较，荧光分析法有哪些优点？原因何在？答：（1）荧光分析法的优点相对分光光度法，荧光分析法具有更高的灵敏度。
（2）原因①荧光强度与激发光强度成正比，提高激发光强度可以使荧光强度增大，而分光光度法检测的是吸光度，增大入射光强度，透过光信号与入射光信号同比例增大，吸光度值不会发生变化，因此不能提高灵敏度；②荧光的测量是在与激发光垂直的方向上进行的，消除了杂散光和透射光对荧光测量的影响。
分子发光分析
荧光强度和荧光光谱不同
26
27
3、荧光猝灭
定义：荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子
的相互作用引起荧光强度降低的现象 碰撞猝灭荧激光发分单子重以态无的辐荧射光跃分迁子的与方猝式灭回剂到分基子态相碰撞
静态猝灭 荧光物质分子与猝灭剂分子生成非荧光
的络合物
类型 转入三重态的猝灭 溶解氧与荧光物质 发生电子转移反应的猝灭 猝灭剂与荧光物质
2. 荧光与有机化合物结构的关系 （1）跃迁类型
实验证明，对于大多数荧光物质，首先经历 激发，然后经过振动弛豫或其他无辐射 跃迁，再发生 跃迁而得到荧光。 （2）共轭效应 实验证明，容易实现激发 的芳香族化合物 容易发生荧光，增加体系的共轭度荧光效率一般 也将增大，主要是由于增大荧光物质的摩尔吸光 系数，有利于产生更多的激发态分子
4
2．分子内的光物理过程
其中S0、S1和S2分别表示分子的基态、第一和第二电子激发的单重态
T1和T2则分别表示分子的第一和第二电子激发的三重态。
V=0、1、2、3、…表示基态和激发态的振动能级。
5
非辐射能量传递过程；
S1
S2
T1
S0 吸光1
吸光2
振动弛豫:
在同一电子能级 中，电子由高振 动能级转至低振 动能级，而将多 余的能量以热 的
1．如何获得较强的磷光
磷光发射：电子由第一激发三重态的最低振动能级
→基态， T1 → S0跃迁；
电子由S0进入T1的可能过程：（ S0 → T1禁阻跃迁）
增加试样的刚性:
低温冷冻
固体磷光法：
吸附于固相载体（滤纸）
分子缔合物的形成：
加入表面活性剂等
重原子效应：
加入含重原子的物质，如银盐等
(完整版)分子发光分析试卷..
分子发光分析中国·武汉 二O 一五 年 六 月应化1201杜云飞 2012310200117华中农业大学本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：分子发光分析姓名：学年学期：2014-2015-2 学号：考试时间：班级：一、选择题（选出一个正确答案，将序号填写在【】里。
每小题1分，共12分。
）1．下列哪一项不是n→π*跃迁的最低激发单重态的性质【】A．是自旋禁阻的跃迁B．摩尔吸光系数小C．激发态寿命长D．S1到T1系间窜越的几率小2．下列哪一种分子的去激发过程是磷光过程? 【】A．分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态B.分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态C.分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态D. 分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态3．荧光属于下列哪一种放光形式【】A．化学发光B．光致发光C．生物发光D．场致发光4．下列关于强荧光物质应具有的特征错误的是【】A．具有大的共轭π键结构B．具有刚性的平面结构C．取代基团为吸电子基团D．具有最低的单线电子激发态S1为π，π1*型5．喹啉在下列哪种介质中荧光强度最高【】A．乙醇B．甲醇C．水D．苯6．下列化合物磷光最强的是【】A．B．C．D．7．下列关于室温磷光法的说法错误的是【】A．固体基质室温磷光法所用的载体可以将分析物束缚在表面或基质中而增加其刚性B．胶束增稳的溶液室温磷光法利用了胶束对磷光团的约束力而减少了内转化和碰撞能量损失C．室温磷光法中分析物的磷光量子产率通常比低温磷光法中的高D．敏化溶液室温磷光法的分析物质本身并不发射磷光，而是引发受体发磷光8．分子荧光分析法比紫外-可见分光光度法的灵敏度高2～4个数量级的原因【】A．荧光物质的摩尔吸光系数大；提高激发光的强度可以提高荧光的强度B．荧光信号是在暗背景下测量的；提高激发光的强度可以提高荧光的强度C．荧光发射的量子产率高；荧光物质的摩尔吸光系数大D．荧光发射的量子产率高；9．在分子荧光分析法中，下面说法正确的是【】A．荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变B．荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变C．荧光激发光谱与它的紫外－可见吸收光谱互为镜像对称关系D．荧光发射光谱与它的紫外－可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样10．在分子荧光测量中，要使荧光强度正比于荧光物质的浓度，必要的条件是什么？【】A．用高灵敏度的检测器B．在稀溶液中测量C．在最大摩尔吸光系数下测量D．在最大量子产率下测量11. Which factor has no effect on the fluorescence quantum yield molecule?【】A．molecular structureB．the presence of heavy atomsC．the concentration of the solutionD．the temperature of solution12．Which of the following group can enhance fluorescence intensity ？【】A．—NH2B．—COOHC．—NO2D．—NO二、判断正误题（正确打“√”，错误打“×”，将答案填写在【】内。
分子发光分析
第一节
荧光分析法
处于激发态的电子，通常以辐射跃迁方式或无辐
射跃迁方式再回到基态。
辐射跃迁：荧光、磷光的发射。
无辐射跃迁：振动弛豫（VR）、内转化（ic）、
体系间窜跃（isc）等。
4
三重态能级低于单重态 （Hund规则）
激发单重态：分子吸收能 量，电子自旋仍然配对， 为单重态，称为激发单 重态，以S1，S2…表示
一、概述 定义：某些物质在进行化学反应时，由于吸收了 反应时产生的化学能，而使反应产物分子激发至 激发态，受激分子由激发态回到基态时，便发出 一定波长的光。这种吸收化学能使分子发光的过 程称为化学发光。利用化学发光反应而建立起来 的分析方法称为化学发光分析法。 特点：p62
27
第三节
化学发光分析
二、基本原理 （一）化学发光反应的条件： 能快速释放出足够的能量。化学反应必须提 供足够的激发能，激发能主要来源于反应焓。 要有有利的化学反应历程，使化学反应的能 量至少能被一种物质所接受并生成激发态。 激发态能释放光子或能够转移它的能量给另 一个分子，而使该分子激发，然后以辐射光子的 形式回到基态。
23
第二节
磷光分析法
四、室温磷光 由于低温磷光需要低温实验装置，溶剂选择的限制 等因素，从而发展了多种室温磷光法（RTP）。 （1）固体基质室温磷光法（SS-RTP） 此法基于测量室温下吸附于固体基质上的有机化合 物所发射的磷光。所用的载体种类较多，有纤维素载体 （如滤纸、玻璃纤维）、无机载体（如硅胶、氧化铝） 以及有机载体（如乙酸钠、聚合物、纤维素膜）等。理 想的载体是既能将分析物质牢固地束缚在表面或基质中 以增加其刚性，并能减小三重态的碰撞猝灭等非辐射去 活化过程，而本身又不产生磷光背景。
第五章 分子发光分析法
s
体系间窜跃（ 不同多重态, 体系间窜跃（ isc ）：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐 射跃迁（ S1→T1跃迁 跃迁） 磷光发射：电子由第一激发三重态 射跃迁（ S1→T1跃迁） 。磷光发射：电子由第一激发三重态 的最低振动能级( =0)跃迁至基态各振动能级 跃迁至基态各振动能级（ T1→S0跃迁 跃迁）。 的最低振动能级(v=0)跃迁至基态各振动能级（ T1→S0跃迁）。 S2 Intersystem Crossing 系间窜跃 S1 磷光发射 Phosphorescence T1
第五章 分子发光分析法
基态分子吸收一定能量后，跃迁至激发态， 基态分子吸收一定能量后，跃迁至激发态，当激 发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时 分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态 发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时， 便产生分子发光 分子发光（ 便产生分子发光（Molecular Luminescence）。 ）。 依据激发的模式不同，分子发光分为光致发光 依据激发的模式不同，分子发光分为光致发光 按激发的类型又可分为荧光和磷光两种）、 荧光和磷光两种）、热致发 （按激发的类型又可分为荧光和磷光两种）、热致发 场致发光和化学发光等 光、场致发光和化学发光等。 本 分子荧光（Molecular Fluorescence）、 分子荧光（ ）、 章 分子磷光（ 分子磷光（Molecular Phosphorescence） ） 化学发光（ 化学发光（Chemiluminescence） ）
S0 λ2 λ1
内转移（ ） 相同多重态的两个电子能级之间 之间（ 内转移（ic） ：相同多重态的两个电子能级之间（如S2 S1,S1 S0）的非辐射跃迁 。 ）
S2 T1 S1
S0 λ2 λ1
分析化学(仪器分析)第五章 分子发光分析法
“重原子效应”--- 随着卤素取代基原子序数的增 加，物质的荧光减弱，磷光增强的现象。 分子中由于重原子的存在导致容易发生系间 窜跃的效应，产生的原因是原子序数高的重原子 的电子自旋和轨道间的相互作用变大，容易发生 自旋偶合作用，使S1－T1的体系间窜跃显著增加 所致。
23
② 静态猝灭（组成化合物的猝灭） 由于部分荧光物质分子与猝灭剂分子生成非荧光 的配合物而产生的。此过程往往还会引起溶液吸收 光谱的改变。 ③ 转入三重态的猝灭（S1—T1–– S0） 分子由于系间的跨越跃迁，由单重态跃迁到三重 态。转入三重态的分子在常温下不发光，它们在与 其它分子的碰撞中消耗能量而使荧光猝灭。 溶液中的溶解氧对有机化合物的荧光产生猝灭效 应是由于三重态基态的氧分子和单重激发态的荧光 物质分子碰撞，形成了单重激发态的氧分子和三重 态的荧光物质分子，使荧光猝灭。
18
（3）环境因素对荧光的影响
a. 溶剂的影响 电子激发态比基态具有更大的极性， 溶剂的极性增强，对激发态会产生更大的 稳定作用，使荧光波长红移，强度增大。 b. 温度的影响 辐射跃迁的速率不随温度而变，而非 辐射跃迁的速率随温度升高而显著增大。 温度升高，使得非辐射跃迁概率增大。 T增大， φf减小
26
如果 固定激发光波长为其 最大激发波长，然后测定 不同的波长时所发射的荧 光或磷光强度，即可得到 荧光或磷光发射光谱曲线。 荧光强度最大时的波长即 为发射波长λem 激发光谱和荧光光谱是荧 光测定时选择激发波长和 荧光测量波长的依据，也 可以用于鉴别荧光物质
27
激发光谱与发射光谱的关系
分析化学习习题十四
第十四章荧光分析法一、单项选择题（类型说明：每一道试题下面有A、B、C、D 四个备选答案，请从中选择一个最佳答案。
）1、下列哪种化学反应可以产生化学发光？（）A ．中和反应B．离子交换反应C 氧化反应D 置换反应2、分子荧光与化学发光均为第一激发态的最低振动能级跃迁至基态中各振动能量能级产生的光辐射，它们的主要区别在于（）A．分子中的电子层不同B．跃迁至基态中的振动能级不同C．产生光辐射的能源不同D．无辐射驰豫的能源不同3、受激单线态的平均寿命应为（）秒。
-8 B．10-7 C．10-6 D．1A．10受激三线态的平均寿命应为（）秒。
A．10-8 B．10-7 C．10-6 D．10-55、下列那种离子不能产生荧光？（）A．K+ B．Mg 2+ C．Al 3+ D．V(IV)6、根据下列化合物的结构，判断那种物质的荧光效率最大？（）A.苯B.联苯C.对联三苯D.蒽7、下列结构中那一种能产生荧光的强度最大？（）A.苯酚B.苯C.硝基苯D. 苯甲酸8、苯胺在下列哪个pH 值能产生荧光（苯胺以分子形式产生荧光）（）9、下列那种说法是正确的（）A.荧光物质的浓度增加，荧光强度增大。
B. 荧光物质的浓度增加，荧光强度减弱。
C. 荧光物质的浓度减弱，荧光强度减弱。
D. 荧光物质的浓度减弱，荧光强度减弱。
10、下列说法那种是正确的（）A.溶液温度升高，荧光效率增加，荧光强度增大。
B.溶液温度降低，荧光效率增加，荧光强度增大。
C.溶液温度升高，荧光效率降低，荧光强度增大。
D.溶液温度降低，荧光效率降低，荧光强度增大。
11、下列那种基团能使单线态转让三线态（）A. NH 2B. OHC. C6 H5D. I12、下列那种溶剂对荧光的光谱干扰最小（）A.水B.乙醇C.环已烷D. 四氯化碳13、荧光光度计和分光光度计的主要区别是（）A.光源B.光路C.单色器D.检测器瑞利散射是在那种情况下产生的（）A.自发辐射B.受激辐射C.辐射能照射分子产生热运动D. 光子和物质分子发生弹性碰撞，只是光子运动方向发生了改变15、拉曼散射是在那种情况下产生的（）A.自发辐射B.受激辐射C.辐射能照射分子产生热运动D.辐射能照射分子产生非弹性碰撞，并发出光辐射。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分子发光分析中国·武汉 二O 一五 年 六 月华中农业大学本科课程考试试卷考试课程与试卷类型：分子发光分析姓名：学年学期：2014-2015-2 学号：考试时间：班级：一、选择题（选出一个正确答案，将序号填写在【】里。
每小题1分，共12分。
）1．下列哪一项不是n→π*跃迁的最低激发单重态的性质【】A．是自旋禁阻的跃迁B．摩尔吸光系数小C．激发态寿命长D．S1到T1系间窜越的几率小2．下列哪一种分子的去激发过程是磷光过程? 【】A．分子从第一激发三重态的最低振动能级返回到基态B.分子从第二激发单重态的某个低振动能级过渡到第一激发单重态C.分子从第一激发单重态非辐射跃迁至三重态D. 分子从第一激发单重态的最低振动能级返回到基态3．荧光属于下列哪一种放光形式【】A．化学发光B．光致发光C．生物发光D．场致发光4．下列关于强荧光物质应具有的特征错误的是【】A．具有大的共轭π键结构B．具有刚性的平面结构C．取代基团为吸电子基团D．具有最低的单线电子激发态S1为π，π1*型5．喹啉在下列哪种介质中荧光强度最高【】A．乙醇B．甲醇C．水D．苯6．下列化合物磷光最强的是【】A．B．C．D．7．下列关于室温磷光法的说法错误的是【】A．固体基质室温磷光法所用的载体可以将分析物束缚在表面或基质中而增加其刚性B．胶束增稳的溶液室温磷光法利用了胶束对磷光团的约束力而减少了内转化和碰撞能量损失C．室温磷光法中分析物的磷光量子产率通常比低温磷光法中的高D．敏化溶液室温磷光法的分析物质本身并不发射磷光，而是引发受体发磷光8．分子荧光分析法比紫外-可见分光光度法的灵敏度高2～4个数量级的原因【】A．荧光物质的摩尔吸光系数大；提高激发光的强度可以提高荧光的强度B．荧光信号是在暗背景下测量的；提高激发光的强度可以提高荧光的强度C．荧光发射的量子产率高；荧光物质的摩尔吸光系数大D．荧光发射的量子产率高；9．在分子荧光分析法中，下面说法正确的是【】A．荧光发射光谱不随激发波长的变化而改变B．荧光发射光谱要随激发波长的变化而改变C．荧光激发光谱与它的紫外－可见吸收光谱互为镜像对称关系D．荧光发射光谱与它的紫外－可见吸收光谱形状相似且波长位置也一样10．在分子荧光测量中，要使荧光强度正比于荧光物质的浓度，必要的条件是什么？【】A．用高灵敏度的检测器B．在稀溶液中测量C．在最大摩尔吸光系数下测量D．在最大量子产率下测量11. Which factor has no effect on the fluorescence quantum yield molecule?【】A．molecular structureB．the presence of heavy atomsC．the concentration of the solutionD．the temperature of solution12．Which of the following group can enhance fluorescence intensity ？【】A．—NH2B．—COOHC．—NO2D．—NO二、判断正误题（正确打“√”，错误打“×”，将答案填写在【】内。
每题2分，共10分。
）1．【】Stokes位移是指分子的荧光发射波长总比其相应的磷光发射波长要长2．【】提高共轭度有利于增加化合物的荧光量子产率并产生红移3．【】有激发光照射时，苯酚在pH=1时无荧光发射，在pH=13时有荧光发射4．【】发生电子转移反应的熄灭剂不限于金属离子。
5．【】对于静态猝灭，猝灭剂的存在并没有改变荧光分子激发态的寿命三、名词解释（每小题5分，共20分。
）1．：荧光探针2．荧光量子产率3．激发光谱：4．延时荧光四、简答题（简要回答下列各题，要求依据明确、条理清楚。
共4小题，共30分。
）1．为什么荧光发射光谱和它的吸收光谱呈镜像对称关系?（6分）,2. 荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计的主要区别是什么?(答出两点即可)（6分）3.荧光强度与荧光物质浓度的关系为F=Kc。
满足F=Kc公式的条件有哪些？（8分）4.从荧光衍生法、荧光猝灭法、荧光增强法、敏化荧光法和荧光偏振免疫分析法中选择两个分别简要说明其原理。
（10分）五、英文翻译（本大题共1小题，共10分。
）Fluorescence spectral data are generally presented as emission spectra. A fluorescence emission spectrum is a plot of the fluorescence intensity versus wavelength (nanometers) or wavenumber (cm-1). Two typical fluorescence emission spectra are shown in Figure 1.3. Emission spectra vary widely and are dependent upon the chemical structure of the fluorophore and the solvent in which it is dissolved. The spectra of some compounds, such as perylene, show significant structure due to the individual vibrational energy levels of the ground and excited states. Other compounds, such as quinine, show spectra devoid of vibrational structure.六、计算题（写出主要计算步骤及结果。
本大题共1小题，共10分。
）1. 用荧光分析法测定食品中维生素B2的含量：称取2.00g食品，用10.0mL氯仿萃取（萃取率100%），取上清液2.00mL，再用氯仿稀释为10.0mL。
维生素B2氯仿标准溶液浓度为0.100µg•mL-1。
测得空白溶液、标准溶液和样品溶液的荧光强度分别为：F o=2.0，F s=62.0，F x=59.0，求该食品中维生素B2的含量（µg•g－1）。
七：改错题（8分）下面是荧光分析法定量检测维生素B2的试验步骤，其中有3处错误，请指出来并解释原因。
1、系列标准溶液的制备取维生素B2标准溶液(10.0µg/mL) 0.50mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL分别置于25mL的容量瓶中，各加入去离子水稀释至刻度，摇匀。
得浓度依次为0.20µg/mL、0.40µg/mL、0.60µg/mL、0.80µg/mL、1.00µg/mL的一系列维生素B2标准溶液。
待测。
2、激发光谱和荧光发射光谱的绘制设置λem＝540nm为发射波长，在500~1000nm范围内扫描，记录荧光发射强度和激发波长的关系曲线，便得到激发光谱。
从激发光谱图上可找出其最大激发波长λex。
从得到的激发光谱中找出最大激发波长，在此激发波长下，在250-500nm范围内扫描，记录发射强度与发射波长间的函数关系，便得到荧光发射光谱。
从荧光发射光谱上找出其最大荧光发射波长λem。
3、标准溶液及样品的荧光测定固定任意一个激发波长和荧光发射波长。
测量上述系列标准维生素B2溶液的荧光发射强度。
数据记录于表中。
以溶液的荧光发射强度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，制作标准曲线。
在同样条件下测定未知溶液的荧光强度，并由标准曲线确定未知试样中维生素B2的浓度，计算待测样品溶液中的维生素B2的含量。
华中农业大学本科课程考试试卷参考答案与评分标准考试课程与试卷类型：分子发光分析姓名：学年学期：2014-2015-2 学号：考试时间：班级：一、选择题（每小题1分，共12分。
）1-5：DABCC 6-10：BCDAB 11-12：CA二、判断正误题（每题2分，共10分。
）1-5：×√×√√三、名词解释（每小题XX分，共XX分。
）1．：荧光探针与蛋白质或其他大分子结构非共价相互作用而使一种或几种荧光性质发生改变的小分子物质。
可用于研究大分子物质的性质和行为。
2．荧光量子产率定义为荧光发射量子数与被物质吸收的光子数之比，也可表示为荧光发射强度与被吸收的光强之比，或表示为荧光发射速率与吸收光速率常数之比，或者用公式表示：荧光量子产率 =荧光发射量子数/吸收的光子数 = kf [S1]/吸光速率 = If/Ia，，只要给出一种定义即可。
3．激发光谱：在一定条件下，固定发射波长（λem），扫描激发波长（λex），记录荧光强度（F），以荧光强度F对激发波长λex作图得到的曲线为激发光谱。
激发光谱说明不同激发波长的辐射引起物质发射某一波长荧光的相对效率。
激发光谱形状与吸收光谱相似。
4．延时荧光分子受到激发后，处于激发单重态，通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，跃迁到第一激发三重态的最低振动能级，如果分子再次受激发，又回到激发单重态，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
四、简答题（简要回答下列各题，要求依据明确、条理清楚。
共4小题，共30分。
）1．基态（S0态）到S1态为激发谱,S1态到S0态为荧光谱.一般而言,S0和S1的振动能级相对比较接近能级间距比较近,所以光谱的形状比较相似；另外,从S0态到S1的振动态的吸收光谱与S1的振动基态到S0的各个振动能级的能量要高,所以,荧光光谱线对于激发谱要有所红移,于是形成了镜像。
意思正确即可。
2. （1）荧光分光光度计有两个单色器,而紫外只有一个单色器（2）荧光分光光度计的光源和检测器是成直角分布的,而紫外是成一条直线的.（3）荧光分光光度计是以氘灯做为光源,而紫外是以氢灯或氘灯作为紫外区光源,钨灯或卤钨灯作为可见光区的光源（4）荧光分光光度计的比色皿是四壁均为光学面,而紫外仅为两面为光学面.3.（1）入射光为单色光；（2）Ecl≤0.05；（3）入射光的强度I0一定；（4）样品池厚度一定。
（答出一个1分，两个3分，三个4分，四个5分。
）4.（下面任意答出一种得5分）荧光衍生法：是运用某种手段将自身不发荧光的分析物，转变成一种发荧光的化合物，再通过测定该化合物的荧光强度，以间接测定分析物。
荧光猝灭法：有些分析物本身不发荧光，但却能使某种荧光试剂的荧光发生猝灭，且荧光猝灭的程度与分析物的浓度有着定量的关系，通过测定该荧光试剂荧光强度的下降程度，便可间接地测定该分析物。