分子发光分析法.ppt

好好学习 天天向上,Chapter 4分子发光分析法Molecular Luminescence Analysis,张海萍 Tel: 13668816202 Email: zhhp@sdili.edu.cn,发光(luminescence) 物质将吸收的外部能量转换成光辐射的过程 发光过程 激发:物质中的可激活系统在吸收外来的能量 发射:激活系统回复到较低能态而发射光子,发光？,不讲深,光致发光photoluminescence (简称PL),光致发光photoluminescence (简称PL),电致发光Electro Luminescent(简称EL)，,化学（反应）发光,guihuo?,特例,生物发光,同学再举例,阴极射线发光,总结,,光致发光,,分子发光,电致发光,生物发光,化学发光,阴极射线发光,发光的类型,……,,在光谱学中的位置,光谱法分析法,,,原子吸收光谱法,紫外可见吸收光谱法,分子发光分析,原子发射光谱法,红外吸收光谱法,原子光谱法,分子光谱法,,原子质谱法,原子荧光光谱法,拉曼散射光谱法,核磁共振波谱法,元素分析技术,分子成分结构分析技术,思考：分子的总能量？,顺磁共振波谱法,进入正本,4. 1 分子荧光分析的基本原理 4. 2 分子荧光分析仪器 4. 3 分子荧光分析方法及其应用,第四章 分子发光分析法（M F S、MPS）,,4. 1 分子荧光分析的基本原理,一、荧光及磷光的产生 二、荧光光谱（激发光谱与发射光谱） 三、荧光与分子结构的关系 四、影响荧光强度的环境因素,,分子能级：分子内部各种运动状态所形成的能级结构。,分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图,转 动 能 级,,一、荧光及磷光的产生,转 动 能 级,,转 动 能 级,,振动能级,振动能级,振动能级,*电子的多重态：M=2S+1 S为电子自旋量子数的代数和(0或1),荧光和磷光体系能级图,系间跨越,,,,,,,,,,,,,,,,,,,S2,S1,S0,T1,吸 收,发 射 荧 光,发 射 磷 光,系间跨越,内转换,振动弛豫,能 量,l 2,l 1,l 3,,外转换,,l 2,,,,T2,,,,,,内转换,,,振动弛豫,分子内的光物理过程(用能级图的形式表示分子荧光、分子磷光产生的历程),看出？,荧光：电子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁至 基态所发出的光。 10-7～10 -9 s, 磷光：电子由第一激发三重态的最低振动能级跃迁至 基态所发出的光； 10-4～10s；,固定发射光波长, 测得的荧光(磷光)强度与激发光波长的关系曲线 。,二、荧光光谱fluorescence spectrum （激发光谱与发射光谱）,1、激发光谱excitation spectrum,2、发射光谱emission spectrum,固定激发光波长，测得的荧光(或磷光强度)与发射光波长得关系曲线。,更精细,蒽的乙醇溶液的吸收光谱和荧光发射光谱,359nm:基态到第一激发态的跃迁 250nm:基态到第二激发态的跃迁,关系？,1）波长比较: λ激发<λ发射 Stokes位移：发射光谱的波长比激发光谱的长。 2）形状比较： 荧光光谱形状与激发波长无关。 3）镜像对称： 荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。,3、激发光谱与发射光谱的关系,影响因素,∑ki:其它有关过程 的速率常数,物理意义：表示物质发射荧光的能力。,影响因素：kf 由分子化学结构决定（内因） ∑ki由化学环境和化学结构决定,kf: 荧光发射过程 的速率常数,三、荧光与分子结构的关系,1、荧光量子产率/荧光效率或量子效率,1）跃迁类型：* → 的荧光效率高，系间跨越过程 的速率常数小，有利于荧光的产生,2、化合物的结构与荧光,2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产 生红移,3）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的 相互作用，故具有很强的荧光。,4）取代基效应：给电子基增强荧光，吸电子基降低荧光； 空间位置；重原子效应,思考：强荧光的条件？,四、影响荧光强度的环境因素,1、溶剂的影响 2、温度的影响 3、溶液pH 4、其它,4. 2 分子荧光分析仪器,四面光比色皿,日立F4500荧光分光光度计,3+2,器件,磷光分析的仪器,,,,,,,,,,,,,光源,,,检测器,贝克勒耳圆盘,,方法及应用,定量依据:溶液的荧光强度与稀溶液的浓度呈线性关系 If = 2.3  f I0  l c = Kc 1）标准曲线法： 2）比较法：,1、定量分析法,2、定性分析法,两个光谱+纯品对照,4. 3 分子荧光分析方法及其应用,一、 分子荧光分析的方法,*直接测定法和间接测定法,优点： 灵敏度高：比UV-Vis的灵敏度高得多（2-4个数量级） 选择性好：可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性 结构信息量多：激发光谱、发射光谱、光强、荧光量子 效率、荧光寿命等。 缺点： 能发荧光的物质少 增强荧光的方法有限 干扰因素较多,3、荧光分析的特点,在各领域中的应有用：在生物化学、食品化学、环境保护、材料方面的应用越来越广泛。 1、无机化合物的荧光分析（元素的荧光测定 ） 直接荧光测定，以铀和稀土元素为主； 与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。 2、有机化合物的荧光分析 多环胺类、萘酚类、吲哚类、多环芳烃、氨基酸、蛋白质等。,二 荧光分析方法的应用,补充 无机，性能测试，仪器的开发使用（B货）,补充,过度金属离子或稀土离子内部的电子跃迁,例,能带跃迁,电荷迁移态的跃迁,本章要求,好好学习 天天向上,本章要求：,,一个图： 用能级图表示分子荧光、分子磷光产生的历程。 会画；辐射跃迁和非辐射跃迁的方式 两对定义： 荧光、磷光 激发光谱、发射光谱 三个了解： 了解荧光与分子结构的关系 了解影响溶液的荧光强度的因素。 了解荧光光谱仪的结构。,谢谢大家！,P225-227 6-5、 6-9、 6-11、 6-12、 6-14、 6-16、,本章作业,,,,,本章作业： 1、计算立方紧密堆积的空间利用率(堆积系数) 2、P37 1-10 3、P76 2-3,说明,六方大晶胞,,,,第一章 晶体学基础,①②③④⑤⑥⑦⑧,,,,返回首页,§1.1 晶体的基本概念与性质,图片,1、晶体,一、晶体的基本概念,(1) (2) (3) (4) (5),MX,,,,,,→ pP界线 P点,,,,,,光源,激发 单色器,样品,发射 单色器,检测 系统,数据处理 系统,,,,,,氙灯 高压汞灯 激光,光栅、 棱镜,石英样品池,光栅、 棱镜,光电倍增管,计算机,I0,If,I,光路图,