紫外可见吸收光谱及荧光光谱分析
紫外吸收光谱和荧光发射光谱的区别
《紫外吸收光谱和荧光发射光谱的区别》紫外吸收光谱呀，那可是挺有意思的一个事儿呢。
它主要说的就是物质对紫外光的吸收情况啦。
想象一下，紫外光就像一群小精灵，往物质那儿跑，有些物质可就不客气啦，会把这些紫外光的一部分给“吃”进去，也就是吸收掉呀。
然后咱们通过仪器去检测，就能看到在不同波长的紫外光下，物质吸收的程度不一样，最后画出的那个光谱图，就反映了这个物质对紫外光吸收的特点呢。
比如说，有的地方吸收得多，光谱上就出现个高高的峰，有的地方吸收少，那就是个矮矮的小坡啦。
荧光发射光谱就不一样咯。
它得先有个激发的过程呀，就好比给物质打一针“兴奋剂”，用特定波长的光去照射这个物质，物质里的那些小粒子呀，就像被叫醒了一样，变得活跃起来啦。
然后呢，这些活跃起来的粒子过一会儿又会把吸收来的能量以光的形式再发射出去，咱们检测这个发射出来的光，画出的光谱就是荧光发射光谱啦。
它的样子和紫外吸收光谱可大不一样哦，荧光发射光谱的峰呀、谷呀，对应的情况都和紫外吸收光谱有着自己的差别呢。
从产生的原理上看呀，紫外吸收光谱就是物质单纯地吸收紫外光，就像肚子饿了吃东西一样简单直接。
可荧光发射光谱呢，先是吸收了能量被激发，再把能量转化成光发出去，就像先充电再放电的感觉呀，多了这么个曲折的过程呢。
再说说它们在实际用处上的区别呗。
紫外吸收光谱常常用来判断物质里有没有某些特定的结构呀，就像侦探一样，靠它能发现物质的一些小秘密呢。
荧光发射光谱呢，在检测一些微量的物质上可有一手啦，哪怕只有一点点物质，它发射出来的荧光有时候也能被检测到，可厉害了。
还有哦，在观察它们的条件上也有不同呀。
紫外吸收光谱一般就是在紫外光照射下看看吸收情况就行啦。
荧光发射光谱呢，除了要选好激发光的波长，还得注意周围环境呀，有时候环境稍微变一变，那荧光发射的强度啥的都会跟着变呢，得小心翼翼地去检测哦。
紫外吸收光谱和荧光发射光谱，各有各的特点，各有各的本事，就像两个不同的小伙伴，在分析物质的这个大舞台上各自发挥着独特的作用，咱们了解它们的区别，就能更好地利用它们去探索物质世界的奥秘啦。
物质的吸收光谱与荧光光谱测定方法
物质的吸收光谱与荧光光谱测定方法为了了解物质的性质和结构，科学家们需要使用不同的方法进行分析和检测。
在生物化学研究中，吸收光谱和荧光光谱是两种常用的测定方法。
本文将介绍这两种方法及其在研究中的应用。
一、吸收光谱吸收光谱是指物质对入射光吸收的强度变化规律的记录。
物质吸收光谱与其分子中的某些基团有关，可以用来判断分子的化学结构。
吸收光谱通常在紫外或可见光范围内测量。
对于有色的溶液或溶液中含有吸收剂的物质，可通过吸光度法进行测定。
吸光度（A）是指单位厚度、单位物质的样品溶液对波长为λ的光线的吸收能力。
一般情况下，吸光度与浓度成正比，可以用于定量测定样品中物质的含量。
例如，在生命科学研究中，DNA和蛋白质等生物分子可以通过吸收光谱测定其浓度，同时还可以了解它们的结构和性质。
二、荧光光谱荧光是指物质在受到激发后，发出能量较低的光的现象。
荧光光谱是指荧光强度随受激波长变化的记录。
与吸收光谱相比，荧光光谱可以提供更多的关于分子的信息，例如其分子结构、化学成分、分子量、分子大小和分子内部的环境等。
荧光常常用于分析分子之间的相互作用。
通过测量荧光强度和发射波长的变化，可以研究分子之间的相互作用、结构变化和分子的运动。
例如，荧光蛋白是生物学中重要的工具，通过荧光光谱可以了解蛋白质结构和分子动力学信息。
三、应用举例1. 脂质分析脂质是生物体内重要的分子之一，涉及生物能量代谢和信号传递等多个领域。
吸收光谱和荧光光谱被广泛应用于脂质分析。
以近年来广受欢迎的脂质体为例，吸收光谱和荧光光谱可以用于研究其内部结构和性质。
通过测量荧光强度和发射波长的变化，可以了解脂质体内脂质分子的疏水性和结构变化；通过吸收光谱测量，可以了解脂质体中膜蛋白的含量和结构。
2. 蛋白质研究蛋白质是生命活动中不可或缺的分子，其结构和功能对人类健康具有重要意义。
吸收光谱和荧光光谱在蛋白质研究中也有广泛应用。
以光谱法测定蛋白质的稳定性为例，通过检测溶液中的吸收光谱和荧光光谱，可以判断蛋白质的结构变化和稳定性降解程度。
第二章紫外吸收与荧光光谱全解
对甲苯乙酮
的紫外光谱图
数据表示法: 以谱带的最大吸收波长 λmax 和 εmax （lgεmax）值表示。 如：CH3I λmax 258nm（ ε 387）
2.1.4
UV常用术语
生色基：能在某一段光波内产生吸收的基团， 称为这 一段波长的生色团或生色基。 （ C=C、C≡C、C=O、COOH、COOR、 COR、CONH2、NO2、－N=N－） 助色基： 当具有非键电子的原子或基团连在双键 或共轭体系上时，会形成非键电子与电子的共轭 (p- 共轭)，从而使电子的活动范围增大，吸收向 长波方向位移，颜色加深，这种效应称为助色效 应。能产生助色效应的原子或原子团称为助色基。
富兰克——康顿（Frank-Condon）原理 在电子能级跃迁过程中，电子的状 态虽然有所改变，但是，分子中原子核 的变化来不及在如此短暂的时间内跟上， 所以可以认为此过程中核间距是保持不 变的，称为“垂直跃迁”，垂直跃迁几 率最大。该原理称为富兰克—康顿 （Fran>210 > 210 > 210 > 210 > 210 > 210 > 220 > 230 > 235 > 200 > 200
溶剂
甘油
氯仿 四氯化碳 乙酸甲酯 乙酸乙酯 乙酸正丁酯 苯 甲苯 吡啶 丙酮 二硫化碳
使用波长 范围/nm > 230 > 245 > 265 > 260 > 260 > 260 > 280 > 285 > 303 > 330 > 375
I A log cl Io
A:吸光度，: 摩尔吸光系数, c: 溶液的摩尔浓度， l: 样品池长度 I0、I分别为入射光、透射光的强度
紫外可见吸收光谱、漫反射光谱和荧光光谱及其应用
Tanabe—Sugano图
4.光谱化学系列和电子云扩胀
配合物的能级主要和配位场分裂 能Dg及d电子间的互斥参数B有关，在 分析一系列配合物的电子光谱中，发 现了跟这二个参数（Dg和B）有关的 变化规律，这就是所谓的“光谱化学 系列”和“电子云扩胀系列”，用此 可推出一些化学上有用的信息。
1）姜─泰勒效应
[Ti(H2O)6]3+的吸收光谱
1927年，H.A.John and E.Teller指出，若d壳 层电子云分布呈不对称，则配合物的构型将会 发生形变，产生长、短M-L键。这一现象称为 姜-泰勒效应。
姜-泰勒效应的本质：是体系消除基态简并态 ，电子填入较低的能级中，从而获得额外的 LFSE。
光谱化学系列中的△（或Dg）的大小不仅受到 静电效应的影响，而且还受到共价性的影响。
对同一配位体，Dg也因中心金属离子
的不同而有差别，变化规律大体有： Mn2+ ＜Co2+ = Ni2+ ＜V2+ ＜Fe3+ ＜Cr3+ ＜
V3+ ＜Co3+ ＜Mn4+ ＜Mo3+ ＜Rh3+＜Ir3+ ＜ Pt4+ ……
4） 振动偶合
配位场强度与金属──配体距离有关，振动偶合会使状态数 增多，增加了谱带的宽度。
5） 海森堡测不准关系
涉及能量和时间的测不准关系式为：
△Eτ≥1/2 h
式中 △E是寿命为τ的某个状态的能量不确定性。这个关系式 表明，具有有限寿命的状态并不具有准确的恒定的能量，其能 量有一分布或不确定性。此不确定性随寿命的减少而增加。除 基态外，所有的状态都表现出自发发射，所以激发态并无尖锐 的确定能量。而激发态的有限寿命及由此带来的能量不确定性 就使谱峰产生了一定的宽度，测不准加宽属于正常自然宽度， 许多因素对线宽的贡献大大超过了测不准关系。
光谱分析方法的分类
光谱分析方法的分类光谱分析是一种通过测量物质在不同波长或频率下的光的能量强度分布来获取物质组成和性质信息的分析方法。
根据测量光谱的方式和光源的特点，光谱分析方法可以分为许多不同的分类。
以下是几种常见的光谱分析方法分类。
一、根据测量方式的分类1.发射光谱分析：通过测量物质在激发状态下发射的光谱来研究物质的组成和性质。
常见的方法有火焰光谱法、原子发射光谱法和荧光光谱法等。
2.吸收光谱分析：通过测量物质在一些特定波长或频率下吸收光的能量来研究物质的组成和浓度等参数。
常见的方法有紫外-可见吸收光谱法、红外吸收光谱法和拉曼光谱法等。
3.散射光谱分析：通过测量物质对入射光的散射来研究物质的组成和粒径分布等。
常见的方法有动态光散射法、静态光散射法和拉曼散射光谱法等。
4.荧光光谱分析：通过测量物质在受激发光照射下产生的荧光光谱来研究物质的组成和性质。
常用的方法有荧光光谱法、磷光光谱法和激光诱导荧光光谱法等。
5.旋光光谱分析：通过测量物质对具有旋光性质的圆偏振入射光的旋光角度变化来研究物质的旋光性质和构型等。
常见的方法有圆二色谱法和倍频法等。
二、根据光源的特点的分类1.连续光谱分析：使用连续光源（如白炽灯、卤素灯等）产生的连续谱进行分析。
此类光源能够提供从紫外到红外的较宽波长范围的光谱信息。
2.离散光谱分析：使用离散光源（如氢灯、氘灯等）产生的离散谱进行分析。
这些光源能够提供特定波长的光，适用于特定的分析要求。
3.激光光谱分析：使用激光光源进行分析。
激光光谱具有方向性、单色性、相干性等特点，适用于高精度和高灵敏度的分析。
三、根据定性和定量分析的分类1.定性分析：通过测量物质的光谱特征来确定物质的成分和特性，但不能得到精确的浓度信息。
常用的方法有比色法、比较法和判别分析法等。
2.定量分析：通过测量物质光谱的强度和浓度之间的定量关系来获取物质浓度的信息。
常用的方法有比浊法、标准曲线法和内标法等。
总结起来，光谱分析方法根据测量方式、光源特点和定性定量分析的要求等方面进行分类。
紫外光谱和荧光光谱
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紫外-可见分光光度计
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基本组成
光源 单色器 样品室 检测器 显示
一、光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光 谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的 使用寿命。
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波谱分析-UV
可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在320～ 2500nm。
紫外区：氢、氘灯。发射185～400 nm的连续光谱。
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因为只有由π→π＊和n→π＊跃迁才能产生紫外可见 吸收，而这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和 基团，所以这类含有π键的不饱和基团称为生色团。简 单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基 、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C≡N等 。 2、助色团（auxochrome)： 有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２ 、—NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收 λ>200nm的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生 n—π共轭作用，增强生色团的生色能力
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五、结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果 处理。
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波谱分析-UV
有机化合物的紫外吸收光谱特征 一、非共轭有机化合物
1、饱和化合物
（1）烷烃 饱和烷烃C—C，C—H 只产生σ→σ* 跃迁， λmax ＜ 150 nm ，在近紫外区无吸收。因而饱和烷 烃可用作紫外吸收测定的溶剂。 如， CH4 λmax=125 nm； CH3CH3 λmax=135 nm
2015-5-6
25
HO
OH
O
O
O O
OH
-
O O-
H+
酸式型体只有一个
碱式型体整个分子是
C=O与苯环共轭，因
荧光分析法基本概念
紫外可见吸收光谱一紫外吸收光谱分析基于物质对200-800nm光谱区辐射的吸收特性而建立起来的分析测定方法称为紫外-可见吸收光谱法或紫外-可见分光光度法。
它属于分子吸收光谱，是由于分子内电子跃迁而产生的光谱。
二紫外光谱的产生物质分子的能量具有量子化的特征（即物质分子的能量具有不连续的特征）。
一个分子有一系列能级，其中包括许多电子能级，分子振动能级以及分子转动能级。
分子吸收特定的波长的光而产生吸收光谱分子的紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，从化学键的性质上考虑，与电子光谱有关的主要是三种电子：（1）形成单键的σ电子；（2）形成双键的π电子；（3）分子中非键电子即n 电子。
化合物不同，所含的价电子类型不同，所产生的电子跃迁类型不同，根据分子轨道理论，分子中这三种电子能级的高低次序大致是：（σ）＜（π）＜（n）＜（π*）＜（σ* ）σ,π是成键轨道，n 是非键轨道，σ* ,π* 是反键轨道由于电子能级间跃迁的同时总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。
二紫外光谱的表示方法紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm（纳米）为单位。
纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以用A(吸光度)、T(透射比或透光率或透过率)、1-T(吸收率)、 (吸收系数) 中的任何一个来表示。
吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。
曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰的位置，纵坐标为它的吸收强度。
四、紫外光谱中常用的几个术语1.发色基团和助色基团发色基团：是能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，不论是否显示颜色都称为发色基团。
一般不饱和的基团都是发色基团（C=C、C=O、N=N 、三键、苯环等）助色基团：指那些本身不会使化合物分子产生颜色或者在紫外及可见光区不产生吸收的一些基团，但这些基团与发色基团相连时却能使发色基团的吸收带波长移向长波，同时使吸收强度增加。
醇类物溶液的紫外吸收光谱和荧光光谱的研究解析
江南大学硕士学位论文醇类物溶液的紫外吸收光谱和荧光光谱的研究姓名：徐辉申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：朱拓20070301摘要本学位论文对部分醇类物质的自身荧光进行了探讨，研究了其光谱特性以及发光机理，为醇类物质的辨别提供了实验和理论依据。
在测得正丁醇自身荧光基础上，对正丁醇溶于正己烷、乙醇后的荧光光谱进行了检测，发现在同波长激励下，存在最佳体积比使混合溶液荧光强度最大；在不同波长激励下，混合溶液的荧光峰位置与其单组分所占体积比之间存在一定数学关系，这些将对醇类物溶液荧光光谱的进一步研究有一定参考意义。
在对Ｌ－－醇和丙三醇的荧光光谱进行分析过程中，发现两者虽然在适当的紫外波长激励下均能发射出荧光，但荧光相对强度和激发波长间似乎没有明显变化规律。
从乙二醇的一阶导数荧光光谱，我们得知在不同紫外激励下，其荧光相对强度随时间变化速率不同。
另外，本文还首次从量子计算出发，采用一维势阱模型，根据电子从ＨｏＭ０到ＬＵＭＯ的跃迁，计算出了两者的吸收波长值。
考虑到将分子直链化后其键长与实际情况有所差别，认为理论计算有一定的参考价值。
以齐药二厂的假药事件为背景，对ｌ，２一丙二醇、１，３一丙二醇和二甘醇的吸收光谱和荧光光谱进行了测量。
在紫外吸收光谱中，可以通过最大吸光度的差异区分二甘醇和丙二醇；在一定紫外波长激励下，三种醇的荧光光谱特性均存在差异，以此可以对三种醇作出有效区分；在２３０ｈｍ激发下，将二甘醇和两种丙二醇分别混合，混合溶液的荧光相对强度均与两种丙二醇体积比成线性反比关系。
实验结果证明光谱法完全可以有效地区分这三种醇类物质。
以硫酸奎宁稀溶液为参比，计算了七种醇类物的荧光量子效率。
结果发现这几种醇类物的荧光量子效率较低，属于弱荧光物质，这就解释了为何在过去的实验中醇类物质大多作为有机溶剂出现，而很少有学者去考虑它的荧光特性；同时，通过Ｆｏｒｓｔｅｒ公式对这七种醇类物的荧光寿命进行了计算，其数值均处在荧光寿命允许的范围内，进一步证明了紫外激励下这几种醇类物质发射的光是荧光。
荧光光谱分析
例如:SCN-电子亲和力比Cl-小,Fe3+- SCN-络合物的 最大吸收波长大于Fe3+- Cl-络合物,前者在可见光区,后 者在紫外区。
（二）配位场跃迁
配位场跃迁包括d - d 跃迁和f - f 跃迁。元素周期表 中第四、五周期的过渡金属元素分别含有3d和4d轨道， 镧系和锕系元素分别含有4f和5f轨道。在配体的存在下， 过渡元素五 个能量相等的d轨道和镧系元素七个能量相 等的f轨道分别分裂成几组能量不等的d轨道和f轨道。 当它们的离子吸收光能后，低能态的d电子或f电子可 以分别跃迁至高能态的d或f轨道，这两类跃迁分别称 为d - d 跃迁和f - f 跃迁。由于这两类跃迁必须在配体 的配位场作用下才可能发生，因此又称为配位场跃迁。
CH4,C2H6 CH3OH C2H5OH C2H5OC2H5 CH3NH2 C2H5NHC2H5
---SH ---SR ---Cl ---Br ---I
CH3SH CH3SCH3 CH3Cl CH3CH2CH2Br CH3I
溶剂 气态 正己烷 正己烷 气态 -正己烷
乙醇 乙醇 正己烷 正己烷 正己烷
以认为是苯环内三个乙烯基共轭发生的π-π*跃迁所发生
的。E带可分为E1和E2二个吸收带。E1带的吸收峰大约在 180nm（ε＞104）；E2带约在 200nm（ε<7000），都属 强吸收。El带是观察不到的，当苯环上有生色团取代且 与苯环共轭时，E2带常与K带合并，吸收峰向长波移动， 例如苯乙酮为
max
生移动。向长波方向移动称为红移，向短波方向移动 称为紫移。
某些有机化合物经取代反应引入含有未共享电子 对的基团（ -OH、 -OR、 -NH2、-SH 、-Cl、-Br、SR、- NR2 ）之后，吸收峰的波长将向长波方向移动， 这种效应称为红移效应。这种会使某化合物的最大吸 收波长向长波方向移动的基团称为向红基团。
紫外光谱与荧光光谱
L
A 末端吸收
最强峰
肩峰 次强峰
峰谷
lmax
l min
l
图 紫外可见吸收光谱示意图
A
分析吸收曲线
可以看到：
1.同一浓Leabharlann 的待测溶液对不 同波长的光有 不同的吸光度;
lmax
l min
l
• 2. 对于同一待测溶液，浓度愈大，吸光度也愈大；
• 3. 对于同一物质，不论浓度大小如何，最大吸收峰所对应的波长(最大吸收 波长 λmax) 不变.并且曲线的形状也完全相同。
香族化合物在此区域内有吸收，是紫外光谱讨论的主要对象。
可见光区——波长范围在400nm－800nm之间的区域。 可见光区与普通紫外区基本上没有太大的差别，只是光源不同，
普通紫外区用氘灯，可见光区用钨灯。
当吸收光的波长位于400～800 nm可 见光区内，物质呈现颜色，所显示的颜色是 吸收光的补色。如吸收光（补色）：400～ 465/紫（黄绿），465～480/蓝（黄）， 480～550/绿（红紫），550～580/黄 （蓝），580～600/橙（蓝绿），600～ 800/红（蓝绿）
n→π*跃迁比π→π*跃迁所需能量小,吸收波长 长
常用的是π→π*跃迁和n→π*，这两种跃迁都需要分 子中有不饱和基团提供π轨道。
n→π*跃迁与π→π*跃迁的比较如下：
吸收峰波长
吸收强度 极性溶剂
π→π*
n→π*
与组成双键的
有关
原子种类基本无关
中等吸收 104~105 弱吸收 ＜102
含不饱和键的化合物发生π→π*跃迁
C=O , C=C,
C≡C
实验 紫外-可见与分子荧光光谱
基态上的各振动能级分 布与第一激发态上的各 振动能级分布类似
荧光的定量分析
在稀溶液中，荧光强度F 与物质浓度c有以下关系： F＝2.3Kφεb cI0＝2.3KφAI0， 当激发光强度一定，且浓度很小时，荧光强度与荧光物质浓度成 正比，即F=Kc。 这是荧光光谱法定量分析的依据。此关系只限于极稀溶液。 对于较浓的溶液，其吸光度超过0.05时，使荧光物质分 子之间以及荧光物质分子同溶剂分子之间的碰撞增加， 导致无辐射去活增加而发生自熄灭。 保证荧光分析线性的关键: 溶液尽量稀释 (吸光度小于0.05)
一 实验目的
1 掌握紫外－可见分光光度法和分子荧光的分析原理，了 掌握紫外－可见分光光度法和分子荧光的分析原理，了 解两者的区别与联系 2．熟悉紫外－可见分光光度计和分子荧光的结构及特点， ．熟悉紫外－可见分光光度计和分子荧光的结构及特点， 掌握其操作使用方法。 3．掌握苯及其衍生物的紫外吸收光谱及其鉴定方法，以及 溶剂极性对紫外吸收光谱的影响。 4. 掌握分子荧光激发光谱和发射光谱的概念和测定方法， 及标准曲线法定量测定硫酸奎宁含量的方法。 5. 掌握Origin软件进行数据画图及图谱处理 掌握Origin软件进行数据画图及图谱处理
3
仪器结构
——紫外分光光度计;
―――荧光分光光度计
荧光光谱法与紫外－可见分光光度法的比较 荧光光谱法与紫外－
仪器结构 分析方法 荧光光谱法灵敏度高， 荧光光谱法灵敏度高，信息大 灵敏度高 紫外－可见分光光度法应用广泛 紫外－
三. 仪器和试剂
仪器：UV-2450紫外－可见光谱 仪器：UV-2450紫外－可见光谱 FluroMaxFluroMax-4分子荧光光谱 试剂：苯、苯酚、苯甲酸、环己烷、丁酮、异丙叉丙 酮、无水乙醇、蒸馏水；
第十八章 紫外-可见光谱与荧光光谱
发射
1.2 基本原理（紫外－可见光谱）
H为普朗克常数，6.分子吸收光谱的形成
100-800 nm
1~20 eV
远紫外光区: 100-200 nm 近紫外光区: 200-400 nm 可见光区: 400-780 nm
用紫外—可见光照射分子时，会发生电 子能级的跃迁，对应产生的光谱，称为 紫外—可见吸收光谱 （又称电子光谱）
√
√
× ×
n—σ*
π—π* ：波长 200
n － π* ：能隙窄，近紫
外光区及可见光区吸收 检测对象：具有不饱和结 构的化合物 饱和烃作溶剂用！
1.4 无机化合物的电子跃迁类型
（1）电荷转移跃迁 (某些有机分子也存在这种跃迁）
D—A
h
D+—A- (激发态）
D
D：Donor A: Acceptor
端引入某取代基（如甲基、乙基等）或溶剂 效应）
同时，吸收强度发生改变：
末端吸收：在仪器极限处测出的吸收
增色效应：吸光强度增大 减色效应：吸光强度减小
肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿， 或吸收稍微增加或降低的峰，是由于主 峰内隐藏有其它峰
溶剂效应
极性溶剂中：
非极性溶剂
ΔE1 ΔE2
极性溶剂
第十八章
紫外-可见光谱与荧光光谱
§1
§2
紫外－可见吸收光谱
荧光光谱
§1
1.1 光谱概述
反射
紫外-可见吸收光谱
入射光
吸收光谱： 红外光谱、紫 外光谱、原子吸收光谱、核 磁共振等 散射光谱：拉曼光谱
散射
吸收
物质
透射
发射光谱：原子发射光谱、 原子荧光光谱、 X 射线荧光 光谱法、分子荧光光谱法等
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1. 简述荧光光谱法与紫外-可见光吸收光谱法的原理及两种方法的异同点。
①荧光光谱法原理：
原子荧光光谱法(AFS)是原子光谱法中的一个重要分支，是介于原子发射(AES)和原子吸收(AAS)之间的光谱分析技术，它的基本原理就是：固态、液态样品在消化液中经过高温加热，发生氧化还原、分解等反应后样品转化为清亮液态，将含分析元素的酸性溶液在预还原剂的作用下，转化成特定价态，还原剂KBH4反应产生氢化物和氢气，在载气(氩气)的推动下氢化物和氢气被引入原子化器(石英炉)中并原子化。
特定的基态原子(一般为蒸气状态)吸收合适的特定频率的辐射，其中部分受激发态原子在去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，检测器测定原子发出的荧光而实现对元素测定的痕量分析方法。
②紫外-可见光吸收光谱法的原理：
紫外-可见吸收光谱法是利用某些物质的分子吸收190-750nm的辐射来进行分析测定的方法，是基于分子内电子跃迁产生的吸收光谱。
在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。
当分子吸收一定能量的辐射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。
在紫外吸收光谱中，电子的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种类型，各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小：σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*。
当某种物质受到光的照射时，物质分子就会与光发生碰撞，其结果是光子的能量传递到了分子上。
这样，处于稳定状态的基态分子就会跃迁到不稳定的高能态，即激发态：
M（基态）+hv------M*（激发态）
由于物质的能量是不连续的，即能量上一量子化的。
只有当入射光的能量（hv）与物质分子的激发态和基态的能量差相等时才能发生吸收：△E=E2-E1= hv=hc/λ
而不同的物质分子因其结构的不同而具有不同的量子化能级，即△E不同，故对光的吸收也不同。
这就是对光的吸收作用。
紫外-可见吸收光谱定性分析的依据：光吸收程度最大处的波长叫做最大吸
收波长，用λmax表示，同一种吸光物质，浓度不同时，吸收曲线的形状不同，λmax不变，只是相应的吸光度大小不同，这是定性分析的依据。
紫外-可见吸收光谱定量分析的依据：朗伯-比尔定律，当单色光通过液层厚度一定的含吸光物质的溶液后，溶液的吸光度A与溶液的浓度c成正比，此公式的物理意义是，当一束平行的单色光通过均匀的含有吸光物质的溶液后，溶液的吸光度与吸光物质浓度及吸收层厚度成正比。
③两者异同：
在原理方面：两者都是吸收一定的光辐射能从较低的能级跃迁到较高的能级，不同的是，吸光光度法测量的是物质对光的选择性吸收，而荧光分析法测量的是从较高能级以无辐射跃迁的形式回到第一电子激发态的最低振动能级，再辐射跃迁到电子基态的任一振动能级过程中发射出的荧光的强度。
也就是说荧光光谱仪属于发射光谱的一种，而后者是吸收光谱。
然后是分析谱线波长的不同：荧光光谱仪分析的是X射线荧光波长大概是50nm以下的波段，而后者分析的是紫外光和可见光（150～800纳米）。
选择性：紫外可见分光光度法，一个物质若含有生色基团，它就会产生紫外和可见吸收，反过来根据紫外-可见吸收光谱便可判断某些官能团的存在，即进行官能团的鉴别，紫外-可见吸收光谱的获得是建立在测定出物质对不同波长光（单色光）吸收的基础上的。
选择性较高；分子荧光光度法，一个物质只要能产生荧光，则可以根据荧光光谱判别物质的种类（前提是量子产率达到要求），因而选择性较高，但由于不是所有物质都有荧光光谱，应用有一定限制。
2. 查询荧光分析法在其它领域中的应用。
医药以及生物领域：作为一种新的非同位素标记分析技术，分辨荧光分析法的主要优势是拥有高度的灵敏度、选择性佳以及避免放射性污染的产生。
该技术通过消除背景荧光以及杂质的方式提升信噪比，在药物含量测定、DNA检测以及酶活性测定等方面得到了广泛应用。
石油行业：非常适合用于各类轻油、重油、原油等石油产品的硫含量测量，汽油中硫含量测定。
环境中应用：①环境监测中，主要是用于对单项指标的测定，多用于无机物。
日本美国等除此之外，还将荧光分析法应用于环境有机物综合指标的测定。
常利用脂肪族有机物和某种试剂反应的特性来检测。
②水质分析，测定废水、地表径流等的污染程度。
③环境中重金属测定。
食品分析中的应用：食品中矿物质及金属元素的分析；食品中氨基酸、维生素的分析；食品霉变物质、菌类污染荧光分析。
食品添加剂、防腐剂、食品包装有害物质分析。