第12章分子发光分析法
12.1.0发射光谱
物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子M*，当从激发态过渡到低能态或基态时产生发射光谱，多余能量以光的形式发射出来：M*→M+hν
通过测量物质的发射光谱的波长和强度来进行定性和定量分析的方法叫做发射光谱分析法。
分子荧光和磷光分析法属于发射光谱法。12.1.1分子荧光和磷光分析法
1.荧光和磷光的产生
1)Jablonski能级图
2)多重度：M=2s+1（s为电子自旋量子数的代数和，其值为0或1）
单重态（S）：分子中全部轨道里的电子自旋配对，即s=0，M=1
三重态（T）：电子在跃迁过程中自旋方向改变，分子中出现两个自旋不配对的电子，即s=1，M=3三重态能级比相应单重态能级略低。3)去活化：处在激发态的不稳定分子返回基态的过程。
振动弛豫：分子吸收光辐射后从基态的最低振动能级跃迁到激发态的较高振动能级，然后失
活到该电子能级的最低振动能级上。
内转换：相同多重度等能态间的无辐射跃迁。
外转换（猝灭）：激发分子通过与溶剂或其他溶质间的相互作用导致能量转换而使荧光或磷
光强度减弱或消失。
系间跨越：不同多重度等能态间的无辐射跃迁。
荧光发射：单重激发态最低振动能级至基态各振动能级的跃迁。
磷光发射：三重激发态最低振动能级至基态各振动能级的跃迁。2.激发光谱和发射光谱及其特征
激发光谱：以激发波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图。
发射光谱：以发射波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图。
荧光发射光谱的特点：1)Stokes位移：在溶液中，分子荧光的发射峰相比吸收峰位移到较长的波长。
2)荧光发射光谱与激发波长的选择无关。
3)镜像规则：荧光发射光谱和激发光谱镜像对称。
12.1.2荧光量子产率和分子结构的关系
荧光量子产率（荧光效率/量子效率）：表示物质发射荧光的能力，荧光量子产率与分子结构的关系：1.跃迁类型
物质吸收紫外-可见光发生π→π*或n→π*跃迁，然后经振动弛豫或其他无辐射跃迁，再
气相分子吸收光谱法测定氨氮知识点解说
吸收光谱法是根据物质对不同波长的光具有选择性吸收而建立起来的一种分析方法。该法既可以对物质进行定性分析，也可以定量测定物质的含量。气相分子吸收光谱法是在规定的分析条件下，将待测成分转变成气体分子载入测量系统，测定其对特征光谱吸收的方法。此方法的最低检出限为0.020mg/L，测定下限为0.080mg/L，测定上限为l00mg/L。
1．方法原理
水样在2％～3％酸性介质中，加入无水乙醇，煮沸，除去亚硝酸盐等的干扰，用次溴酸盐氧化剂将氨及铵盐(0～50mg)氧化成等量亚硝酸盐，以亚硝酸盐氮的形式采用气相分子吸收光谱法测定氨氮的含量。
2．仪器与装置
(1)气相分子吸收光谱仪
(2)气液分离装置
(3)50mL具塞钢铁量瓶
3. 试验步骤
（1）水样的采集与保存
水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶中，并应充满样品瓶。采集好的水样应立即测定，否则应加硫酸至pH<2(酸化时，防止吸收空气中的氨而沾污)，在2～5℃保存，于24h
内测定。
（2）干扰成分的消除
在水样中加入lmL6mol/L的盐酸及0.2mL无水乙醇，稀释至15～20mL，加热煮沸2～3min，以消除NO2-、SO32-、硫化物等干扰成分。个别水样含I-、S2O32-、SCN-或存在可被次溴酸盐氧化成亚硝酸盐的有机胺时，此法不适用。
（3）水样的预处理
取适量水样(含氨氮5～50μg)于50 mL钢铁量瓶中，加入lmL 6mol/L的盐酸及
0.2mL无水乙醇，充分摇动后加水至15～20mL，加热煮沸2～3min，冷却，洗涤瓶口及瓶壁至体积约30mL，加入15mL次溴酸盐氧化剂，加水稀释至标线，密塞摇匀，在18℃以上室温下氧化20min，待测。同时制备空白试样。
（4）测量系统的净化
每次测定之前，将反应瓶盖插入装有约5mL水的清洗瓶中，通入载气，净化测量系统，调整仪器零点。测定后，水洗反应瓶盖和砂芯。
分子荧光分析法的发展史和发展趋势
分子荧光光谱的发展经历了很长的一段时间,由于荧光的短暂性使得他的发展与应用经历了较长的时间。,第一次记录荧光现象是在1575年,西班牙内科医生、植物学家莫纳德斯(N. Monardes )提到:一种木头切片的水溶液呈“可爱的天蓝色”。17世纪,波义尔(Boyle)和牛顿(Newton)等再次观察到荧光现象并给予了更详细的描述。1852年,斯托克斯(G.G.Stokes)用分光光度计考察奎宁和叶绿素时发现:λ吸
1867年,瑞士,高贝尔斯莱德(F.Goppelsr?der)进行了首次的荧光分析工作,应用铝-桑色素配合物的荧光进行铝的测定。1880年,莱伯曼(Liebeman)提出了最早关于荧光与化学结构关系的经验法则。19世纪末,人们已经知道了600种以上的荧光化合物。20世纪以来,荧光现象的研究就更多了: 1905年,伍德(Wood)发现共振荧光。1914年,弗兰克(Frank)和赫兹(Hertz)利用电子冲击发光进行定量研究。1922年,Wawillous 进行荧光产率的绝对测定。1926年,盖维奥拉(Gaviola) 进行了荧光寿命的直接测定。
分子发光在很多领域都有广泛的的应用。分子发光包括荧光,磷光,化学发光,生物发光和散射光。而各种分子发光都有其重要的应用。在这里主主要介绍的是分子荧光分析的应用。
分子荧光分析方法具有具有灵敏度高,选择性强,试样量少方法方便以及物理参数较多的特点。采用直角检测的方法,其灵敏度要比紫外—可见分光光度法高2~4个数量级,它的测定下限在0.1~0.001μg·cm-3之间。荧光强度计算是为If=2.3ΦI0εlc 由此可以看出提高I0能够提高灵敏度,另外荧光强度是一个绝对量,不像紫外-可见光谱是相对值,因此他就有更高的灵敏度。他的强选择性因为荧光法既能依据特征发射,又能依据特征吸收来鉴定物质。假如某几个物质的发射光谱相似,可以从激发光谱的差异把它们区分开来,而如果它们的吸收光谱相同,则可用发射光谱将其区分。
第九章吸光光度法知识点
吸光光度法是基于分子对光的选择性吸收而建立的一种分析方法，包括比色法、紫外一可见吸光光度法、红外光谱法等。
1．吸光光度法的基本原理
①物质对光的选择性吸收：当光照射到物质上时，会产生反射、散射、吸收或透射。若被照射的物质为溶液，光的散射可以忽略。当一束白光照射某一有色溶液时，一些波长的光被溶液吸收，另一些波长的光则透过，溶液的颜色由透射光的波长所决定。吸收光与透射光互为补色光(它们混合在一起可组成白光)。
分子与原子、离子一样，都具有不连续的量子化能级，在一般情况下分子处于最低能态(基态)。当入射光照射物质时，分子会选择性地吸收某些频率的光子的能量，由基态跃迁到激发态(较高能级)，其能级差E激发态一E基态与选择性吸收的光子能量hv的关系为
Hv=E激发态一E基态
分子运动包括分子的转动、分子的振动和电子的运动。
分子转动、振动能级间隔一般小于1 eV，其光谱处于红外和远红外区。
电子能级间的能量差一般为1～20 eV，由电子能级跃迁而产生的吸收光谱位于紫外及可见光区，其实验方法为比色法和可见-紫外吸光光度法。
②吸收曲线：以波长为横坐标，以吸收光的强度为纵坐标绘制的曲线，称为吸收光谱图，也称吸收曲线。它能清楚地描述物质对不同波长的光的吸收情况。
③光的吸收定律——朗伯一比尔定律：当一束平行单色光垂直通过一厚度为b、非散射的均匀吸光物质溶液时，吸光物质吸收光能，致使透射光强度减弱。
若用I。表示入射光强度，It表示透射光强度，I。与It之比称为透光率或透光度T，T=I。/It，吸光物质对光的吸收程度，还常用吸光度A表示，A=lgT=log I。/It。
实验证明，当一束平行单色光垂直照射某一均匀的非散射吸光物质溶液时，溶液的吸光度A与溶液浓度c和液层厚度b的乘积成正比，此即朗伯一比尔定律，其数学表达式为
A=lgT=log I。/It =abc
