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文件名称:激发光谱与荧光光谱.ppt
文件大小:5.04 MB
总页数:32 页
更新时间:2025-06-21
总字数:约3千字
文档摘要

第1页,共32页,星期日,2025年,2月5日掌握分子荧光产生的过程及其影响因素熟悉荧光光度计的基本构件及操作程序了解荧光分析法的特点与应用【实验目的】第2页,共32页,星期日,2025年,2月5日【实验原理】一、分子荧光产生过程二、激发光谱与荧光光谱三、荧光的产生与分子结构关系四、影响荧光强度的因素第3页,共32页,星期日,2025年,2月5日1.分子能级与跃迁分子能级比原子能级复杂;在每个电子能级上,都存在振动、转动能级;基态(S0)→激发态(S1、S2、激发态振动能级):吸收特定频率的辐射;量子化;跃迁一次到位;激发态→基态:多种途径和方式(见能级图);速度最快、激发态寿命最短的途径占优势;第一、第二、…电子激发单重态S1、S2…;第一、第二、…电子激发三重态T1、T2…;一、分子荧光的产生过程第4页,共32页,星期日,2025年,2月5日2.电子激发态的多重度电子激发态的多重度:M=2S+1S为电子自旋量子数的代数和(0或1);平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则),三重态能级比相应单重态能级低;大多数有机分子的基态处于单重态;S0→T1禁阻跃迁;通过其他途径进入(见能级图);进入的几率小;第5页,共32页,星期日,2025年,2月5日(S0:单线基态;S1:最低激发单线态;T1:最低激发三线态;A:吸收;F:荧光;P:磷光;v:振动驰豫;ISC:系间窜跃)荧光、磷光光物理过程示意图第6页,共32页,星期日,2025年,2月5日3.激发态→基态的能量传递途径电子处于激发态是不稳定状态,返回基态时,通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量。传递途径辐射跃迁荧光延迟荧光磷光内转移外转移系间跨越振动弛豫无辐射跃迁激发态停留时间短、返回速度快的途径,发生的几率大,发光强度相对大。荧光:10-7~10-9s,第一激发单重态的最低振动能级→基态;磷光:10-4~10s;第一激发三重态的最低振动能级→基态;第7页,共32页,星期日,2025年,2月5日二、激发光谱与荧光光谱荧光:光致发光,照射光波长如何选择?1.荧光(磷光)的激发光谱曲线固定测量波长(选最大发射波长),化合物发射的荧光强度与照射光波长的关系曲线(图中曲线I)。激发光谱曲线的最高处,处于激发态的分子最多,荧光强度最大;第8页,共32页,星期日,2025年,2月5日2.荧光光谱(或磷光光谱)固定激发光波长(选最大激发波长),化合物发射的荧光(或磷光强度)与发射光波长关系曲线(图中曲线II或III)。第9页,共32页,星期日,2025年,2月5日3.激发光谱与发射光谱的关系a.Stokes位移激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比激发光谱的长,振动弛豫消耗了能量。b.发射光谱的形状与激发波长无关电子跃迁到不同激发态能级,吸收不同波长的能量,产生不同吸收带,但均回到第一激发单重态的最低振动能级再跃迁回到基态,产生波长一定的荧光。c.镜像规则通常荧光发射光谱与它的吸收光谱(与激发光谱形状一样)成镜像对称关系。第10页,共32页,星期日,2025年,2月5日镜像规则的解释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;基态上的零振动能级与第一激发态的二振动能级之间的跃迁几率最大,相反跃迁也然。第11页,共32页,星期日,2025年,2月5日200250300350400450500荧光激发光谱荧光发射光谱nm蒽的激发光谱和荧光光谱第12页,共32页,星期日,2025年,2月5日三、荧光的产生与分子结构的关系

1.分子产生荧光必须具备的条件(1)具有合适的结构。(2)具有一定的荧光量子产率。荧光量子产率(?):荧光量子产率与激发态能量释放各过程的速率常数有关,如外转换过程速度快,不出现荧光发射。第13页,共32页,星期日,2025年,2月5日2.化合物的结构与荧光(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)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。如荧光素和酚酞有相似结构,荧光素有很强的荧光,酚酞却没有。(4)取代基效应:芳环上有供电基,使荧光增强。第14页,共