仪器分析第七章分子发光

分子发光分析法某些物质的分子吸收一定能量后，电子从基态跃迁到激发态，以光辐射的形式从激发态回到基态，这种现象称为分子发光，在此基础上建立起来的分析方法为分子发光分析法。

化学发光（Chemiluminescence）又称为冷光（ColdLight），它是在没有任何光、热或电场等激发的情况下，由化学反应而产生的光辐射。

化学发光分析（ChemiluminescenceAnalysis）就是利用化学反应所产生的发光现象进行分析的方法。

高灵敏度的痕量分析方法。

化学发光具有以下几个特点：1.极高的灵敏度：荧光虫素（LH2）（luciferin）、荧光素酶（luciferase）和磷酸三腺苷（ATP）的化学反应可测定2×10-17mol/L的ATP，可检测出一个细菌中的的ATP含量。

2.具有较好的选择性：由于可以利用的化学发光反应较少，而且化学发光的光谱是由受激分子或原子决定的，一般来说也是由化学反应决定的。

很少有不同的化学反应产生出同一种发光物质的情况，因此化学发光分析具有较好的选择性。

3．仪器装置比较简单：不需要复杂的分光和光强度测量装置，一般只需要干涉滤光片和光电倍增管即可进行光强度的测量。

4.分析速度快：一次分析在1min之内就可完成，适宜自动连续测定。

5.定量线性范围宽：化学发光反应的发光强度和反应物的浓度在几个数量级的范围内成良好的线性关系。

基本原理化学发光是基于化学反应所提供足够的能量，使其中一种产物的分子的电子被激发成激发态分子，当其返回基态时发射一定波长的光，称为化学发光，表示如下A+B→C﹡+DC﹡→C+hυ化学发光包括吸收化学能和发光两个过程。

为此，它应具备下述条件：1化学发光反应必须能提供足够的化学能，以引起电子激发。

2要有有利的化学反应历程，以使所产生的化学能用于不断地产生激发态分子。

3激发态分子能以辐射跃迁的方式返回基态，而不是以热的形式消耗能量。

化学发光反应的化学发光效率ΦCl，取决于生成激发态产物分子的化学激发效率Φr利激发态分子的发光效率Φf这两个因素。

第7章分子发光分析法7.1 内容提要7.1.1 基本概念分子发光分析法——分子吸收一定的能量跃迁到较高的电子激发态后，在返回基态的过程中伴随有光辐射，这种现象称为分子发光，以此建立起来的分析方法称为分子发光分析法。

光致发光——物质吸收光能而激发发光的现象，称为光致发光。

电致发光——物质吸收电能而激发发光的现象，称为电致发光。

化学发光——物质若吸收化学反应能激发发光，称为化学发光。

生物发光——发生在生物体内有酶类物质参与的化学发光称为生物发光。

单重态——一个所有电子自旋都配对的分子的电子态称为单重态，用“S”表示。

三重态——在激发态分子中，两个价电子自旋平行的电子态称为三重态，用“T”表示。

图7-1 单重态系三重态激发示意图无辐射跃迁——当激发态分子返回基态时，如果不伴随发光现象，则此过程称为无辐射去激或无辐射跃迁。

它包括：振动驰豫、内转换和系间窜跃。

振动驰豫——同一电子能级内，激发态分子以热能交换形式将多余的能量传递给周围的分子，并由高能级回到低能级的跃迁，称为振动驰豫。

内转换——同一多重态的不同电子能级间发生的无辐射跃迁称为内转换（或内转移）。

系间窜跃——不同多重态之间的无辐射跃迁称为系间窜跃。

分子荧光——分子从S1态的最低振动能级跃迁至S态各振动能级时所产生的辐射光称为分子荧光。

图7-2分子荧光、磷光光谱产生过程示意图斯托克斯位移——分子发射荧光的波长总比激发光长，能量比激发光小，这种现象称为斯托克斯位移。

分子磷光——当受激分子降至S1的最低振动能级后，如果经系间窜跃至T1态，并经T1态的最低振动能级回到S态的各振动能级，此过程辐射的光称为分子磷光。

延迟荧光——某些物质的分子跃迁至T1态后，因相互碰撞或通过激活作用又回到S1态，经振动驰豫(VR)到达S1态的最低振动能级再发射荧光，这种荧光称为延迟荧光，也叫慢速荧光。

荧光激发光谱——固定发射光（第二单色器）波长，改变第一单色器（激发光）波长，获得以激发光波长为横坐标，荧光发射光强度为纵坐标的谱图，即为荧光激发光谱。

《仪器分析》课程教学大纲（适用于化学专业）课程编码：B100713090学时：48 学分：3开课学期：第五学期课程类型：专业必修先修课程：无机化学、分析化学、有机化学一、课程教学目的仪器分析是化学各专业的基础课程之一，是测定物质的化学组成、含量、状态和进行科学研究与质量监控的重要手段。

课程内容既有成分分析又有结构分析，既有无机分析又有有机分析。

它是从事化学、生物、地质、环境等学科工作人员的基础知识。

通过本课程的学习，使学生能基本掌握常用仪器分析方法，初步具有应用此类方法解决相应问题的能力。

仪器分析的教学目的：1、配合仪器分析课程的教学，使学生进一步理解各种分析仪器的原理和有关概念；2、使学生掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象；3、掌握各种分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响；4．通过各种仪器分析实验，培养学生严谨的科学作风和良好的实验素养。

二、课程基本内容第一章绪论教学目标:了解仪器分析的概况，仪器分析的特点和局限性，仪器分析的发展趋势。

掌握仪器分析方法的内容和分类教学内容：1. 仪器分析的特点和局限性，仪器分析的发展趋势。

2. 分析仪器的组成3. 仪器分析方法的内容和分类。

教学重点：仪器分析方法的内容和分类教学难点：仪器分析方法的分类第二章光谱分析法导论教学目标:了解电磁辐射性质掌握原子光谱和分子光谱教学内容：1.光学分析法的有关基础知识2.理解光学分析法分类3.原子光谱和分子光谱4.光学分析仪器。

教学重点:光学分析法分类，光学分析仪器构成。

教学难点:普朗克方程第三章原子发射光谱法教学目标:了解原子发射光谱法的光源，摄谱法和光电光谱法定性定量分析方法教学内容:理解原子发射光谱仪、等离子体、电弧和火花光源，摄谱法掌握原子发射光谱原理、原子发射光谱定性定量方法教学重点:原子发射光谱原理、等离子体光源，内标法定量原理教学难点:原子发射光谱原理、内标法定量原理第四章原子吸收光谱法教学目标:了解原子化原理技术，仪器构造，干扰及消除理解试样原子化技术，原子吸收分析中的干扰效应及抑制方法，原子荧光光谱法。