《荧光光谱法》PPT课件

❖ 为吸收必须先于荧光发射。由于碰撞和热的耗散常使一部分吸收能丧 失，剩余荧光的能量比吸收的能量小，因此荧光在更长的波长发射。
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一、荧光的产生
❖ 如果使激发光的波长和强度保持不变，而让荧光物质所产生的的荧光 通过单色器而照射于探测器上，移动单色器至各种不同波长并由探测 器测得荧光强度，然后以荧光强度对照着荧光波长所绘成的曲线称为 该荧光物质的荧光发射光谱，简称荧光光谱。
O
CC
3b
Counts
60000 40000
O C 2H 5
20000
0 300 350 400 450 500 550 600
Wavelength (nm)
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从图可看出激发光谱同荧光光谱大致成
镜相对称 a.荧光光谱(发射光谱）形状与基态S0振能级的分布情况（即能量间
隔情况）有关 b. 激发光谱(吸收谱)形状与激发态S1振动能级的分布有关 c. S0、、S1态中振动能级的分布是相似的(说明峰形状相 似）
Hale Waihona Puke Baidu
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❖ 3、降落到第一电子激发态的最低振动能级的分子，继续降落到基态 的各个不同振动能级，同时发射出相应的光量子，这就是荧光；
❖ 4、到达基态的各个不同振动能级的分子，再通过无辐射跃迁最后回 到基态的最低振动能级。
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分子产生荧光必须具备两个条件：
❖ 第一个必要条件是：该物质的分子必须具有与所照射的光线相同的频 率，这与分子的结构密切有关。
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二、荧光猝灭
广义的说，指任何可使物质荧光强度下降的 作用，任何可使荧光强度不与荧光物质的浓 度呈线性关系的作用，或任何可使荧光量子 产率降低的作用。 狭义的说，指荧光分子与溶剂分子或溶质分 子之间所发生的导致荧光强度下降的物理或 化学作用过程。 荧光猝灭剂：与荧光物质分子发生相互作用而引起荧光强度下降的物质
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kf_强荧光物质（ kf值大）特征：有大的共轭双键、刚性平面多环结构 、最低单重激发态S1，取代基为给电子基。这均由分子的性质和结 构决定，即内因。
kf是S*→ S电子跃迁几率的量度。这意味着影响分子吸收带强度的因素 也将影响kf，因此吸收带的ε最大能作kf的定性量度。当ε最大降低 时可看到kf相应地降低。
都可增强荧光。
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荧光过程的量子效率φf :
f
kf
kf kc kx
如kf>>kc和kx，φf→1。如kc或 kx>>kf，则φf → 0。
kf , kp----决定于分子结构;kx-----决定于分子结 构，受环境有一定影响
Kc ，kc，-受环境影响强烈，而受分子结构影响较小
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❖ 荧光光谱表示在该物质所产生的荧光中各种不同波长组分的比较强度 。
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吸收光谱和荧光光谱能级跃迁示意图
吸光 吸光
无辐射 荧光
3
2 1
S2
V=0
系间窜跃 磷光
热激活
3
2 1
S1
V=0
T1 迟滞荧光
3
2 1
S0
V=0
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❖ 大多数的分子在吸收了光而被激发至第一或以上的电子激发态的各个振 动能级之后，通常急剧降落至第一电子激发态的最低振动能级，在达一 过程中它们和同类分子或其它分子碰撞而消耗了相当于这些能级之间的 能量，因而不发出光，即无辐射跃迁。
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d. 根据Frankcondon原理，电子跃迁过程中核的相对位置不变（近似的 ），若吸收光谱中某一振动带的跃迁几率最大，则在荧光发射光谱 中，其相反跃迁的几率也应最大(说明高峰对高峰，低峰对低峰）非 镜像对称的峰出现，则表示有散射光或杂质存在。
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二、产生荧光的过程和条件
❖ 由第一电子激发态的最低振动能级继续往下降落至基态的各个不同振动 能级时，则以光的形式发出，所产生的光即是荧光．
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荧光光谱和吸收光谱的“镜象对称”关系
蒽的乙醇溶液的荧光光谱（右）和吸收光谱（左）
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100000 80000
C H 2C H C H 2
369
431 O
N
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第二节 荧光效率及影响因素
❖一、荧光效率
表示物质发射荧光的能力 = 发射荧光分子数 / 激发分子总数
或 = 发射荧光量子数 / 吸收光量子数
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Kc、kc’和kx：非辐射去能量 过程的速度常数；kf和kp依 次表示荧光和磷光过程速
度常数；凡是能使kf 值升 高而使其它ki值降低的因素，
❖ 荧光分析法的另一优点是选择性高。
❖ 荧光分析法还有方法快捷，重现性好，取样容易，试样需要少等优点 。
❖ 荧光分析法也有它的不足之处。主要是指它比起其它方法来说应用范 围还不够广泛。因为有许多物质本身不会产生荧光。
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第一节 荧光光谱的基本原理
❖ 荧光是分子从激发态的最低振动能级回到它原来的基态时发射的光， 激发的完成是由于光的吸收。吸收与荧光密切相关，因
第五章 荧光光谱法
当紫外光照射到某些物质的时傀这些物质会发射出各种颜色和不同强 度的可见光，而当紫外光停止照射时，这种光线也加之很快地消失， 这种光线称为荧光。
利用某些物质被紫外光照射后所产生的、能够反映出该物质特性的荧 光，以进行该物质的定性分析和定量分机称为荧光分析。
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❖ 荧光分析的灵敏度一般都高过应用最广泛的比色法和分光光度法。比 色法及分光光度法的灵敏度通常在千万分之几；而荧光分析法的灵敏 度常达亿分之几，甚至有千亿分之几的。
❖ 产生荧光的第二个必要条件是：吸收了与其本身特征频率相同的能量 之后的分子，必须具有高的荧光效率。
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强荧光物质的结构特征
❖ 分子吸收辐射的能力愈强，则产生的荧光或磷光也愈强。能强烈发光 的分子几乎都是通过吸收π→π*跃迁而到达电子激发态的。因此， 只有那些具有共轭双键，尤其是具有刚性、平面和多环结构的分子有 利于发光。
❖ 荧光物质产生荧光的过程可以分为这样四个步骤：
❖ 1、处于基态最低振动能级的荧光物质分子受到紫外线的照射，吸收 了和它所具有的特征频率相一致的光线，跃迁到第一电子激发态的各 个振动能级；
❖ 2、被激发到第一电子激发态的各个振动能级的分子，通过无辐射跃 迅降落到第一电子激发态的最低振动能级；
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