熒光分光光度計-原理

《熒光分光光度計-原理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。

1、實用文案分子熒光分析法基本要點：1.理解分子熒光法的基本原理；2.掌握分子熒光發(fā)射光譜的特；3.了解熒光光譜儀的組成及各部分作用；4.掌握分子熒光分析法的定量分析方法及主要應用范圍。發(fā)光光譜：物質分子或原子吸收輻射被激發(fā)后，電子以無輻射躍遷至第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級，再以輻射的方式釋放這一部分能量而產(chǎn)生的光譜稱為熒光、磷光。根據(jù)物質接受的輻射能量的大小及與輻射作用的質點不同，熒光分析法可分為以下幾種：1.X射線熒光分析法用X射線作光源，待測物質的原子受激發(fā)后在很短時間內（10-8s）發(fā)射波長在X射線范圍內的熒光。2.原子熒光分析法：待測元素的原子蒸氣吸收輻射激發(fā)后，在很短的

2、時間內（10-8s），部分將發(fā)生輻射躍遷至基態(tài)，這種二次輻射即為熒光，根據(jù)其波長可進行定性，根據(jù)譜線強度進行定量。熒光的波長如與激發(fā)光相同，稱為共振熒光。熒光的波長比激發(fā)光波長長，稱為stokes熒光；若短，稱為反stokes熒光。3.分子熒光分析法：有些物質的多原子分子，在用紫外、可見光（或紅外光）照射時，也能發(fā)射波長在紫外、可見（紅外）區(qū)熒光，根據(jù)其波長及強度可進行定性和定量分析，這就是通常的（分子）熒光分析法。標準文檔實用文案·基本原理一.分子熒光的發(fā)生過程（一）分子的激發(fā)態(tài)——單線激發(fā)態(tài)和三線激發(fā)態(tài)大多數(shù)分子含有偶數(shù)電子，在基態(tài)時，這些電子成對地存在于各個原子或分子軌道

3、中，成對自旋，方向相反，電子凈自旋等于零：S=?+(-?)=0，其多重性M=2S+1=1(M為磁量子數(shù))，因此，分子是抗（反）磁性的，其能級不受外界磁場影響而分裂，稱“單線態(tài)”；圖1單線基態(tài)（A）、單線激發(fā)態(tài)（B）和三線激發(fā)態(tài)（C）當基態(tài)分子的一個成對電子吸收光輻射后，被激發(fā)躍遷到能量較高的軌道上，通常它的自旋方向不改變，即?S=0，則激發(fā)態(tài)仍是單線態(tài)，即“單線(重)激發(fā)態(tài)”；如果電子在躍遷過程中，還伴隨著自旋方向的改變，這時便具有兩個自旋不配對的電子，電子凈自旋不等于零，而等于1：S=1/2+1/2=1其多重性：M=2S+1=3即分子在磁場中受到影響而產(chǎn)生能級分裂，這種受激態(tài)

4、稱為“三線(重)激發(fā)態(tài)”；“三線激發(fā)態(tài)”比“單線激發(fā)態(tài)”能量稍低。但由于電子自旋方向的改變在光譜學上一般是禁阻的，即躍遷幾率非常小，只相當于單線態(tài)→單線態(tài)過程的10-6~10-7。（二）分子去活化過程及熒光的發(fā)生：（一個分子的外層電子能級包括S0（基態(tài)）和各激發(fā)態(tài)S1，S2，…..，T1…..，每個電子能級又包括一系列能量非常接近的振動能級）處于激發(fā)態(tài)的分子不穩(wěn)定，在較短的時間內可通過不同途徑釋放多余的能量（輻射或非輻射躍遷）回到激態(tài)，這個過程稱為“去活化過程”，這些途徑為：標準文檔實用文案1.振動弛豫：在溶液中，處于激發(fā)態(tài)的溶質分子與溶劑分子間發(fā)生碰撞，把一部分能量以熱的形式

5、迅速傳遞給溶劑分子（環(huán)境），在10-11~10-13秒時間回到同一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級，這一過程稱為振動弛豫。圖2分子吸收和發(fā)射過程的能級圖2.內轉換：當激發(fā)態(tài)S2的較低振動能級與S1的較高振動能級的能量相當或重疊時，分子有可能從S2的振動能級以無輻射方式過渡到S1的能量相等的振動能級上，這一無輻射過程稱為“內轉換”。（“內轉換”過程同樣也發(fā)生在三線激發(fā)態(tài)的電子能級間）3.外轉換：激發(fā)態(tài)分子與溶劑分子或其他溶質分子相互作用（如碰撞）而以非輻射形式轉移掉能量回到基態(tài)的過程稱“外轉換”。4.系間跨躍：當電子單線激發(fā)態(tài)的最低振動能級與電子三線激發(fā)態(tài)的較高振動能級相重疊時，發(fā)生電子

6、自旋狀態(tài)改變的S—T躍遷，這一過程稱為“系間跨躍”。（含有高原子序數(shù)的原子如Br2、I2的分子中，由于分子軌道相互作用大，此過程最為常見。）5.熒光發(fā)射：當激發(fā)態(tài)的分子通過振動馳豫—內轉換—振動馳豫到達第一單線激發(fā)態(tài)的最低振動能級時，第一單線激發(fā)態(tài)最低振動能級的電子可通過發(fā)射輻射（光子）躍回到基態(tài)的不同振動能級，此過程稱為“熒光發(fā)射”。如果熒光幾率較高，則發(fā)射過程較快，需10-8秒。（它代表熒光的壽命）由于不同電子激發(fā)態(tài)（S）的不同振動能級相重疊時，內轉換發(fā)生速度很快（容易），在10-11~1013標準文檔實用文案秒內完成，所以通過重疊的振動能級發(fā)生內轉換的幾率要比由高激發(fā)態(tài)發(fā)

7、射熒光的幾率大的多，因此，盡管使分子激發(fā)的波長有短（l1）有長（l2），但發(fā)射熒光的波長只有l(wèi)3（>l1>l2）。6.磷光發(fā)射：第一電子三線激發(fā)態(tài)最低振動能級的分子以發(fā)射輻射（光子）的形式回到基態(tài)的不同振動能級，此過程稱為“磷光發(fā)射”。（磷光的波長l4較熒光的波長l3稍長，發(fā)生過程較慢約10-4~10s）由于三線態(tài)—單線態(tài)的躍遷是禁阻的，三線態(tài)壽命比較長，（10-3~10s左右），若沒其它過程同它競爭時，磷光的發(fā)生就有可能；由于三線態(tài)壽命較長，因而發(fā)生振動弛豫及外轉換的幾率也高，失去激發(fā)能的