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
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。
分子荧光分析法
1、荧光分光光度计的第一个单色器的作用是 ，第二个单色器的作用是 ，其比色皿为 。
2、荧光分光光度计，常用的光源为 ，单色器为的作用包括
和 。
3、关于分子荧光光度计的说法正确的是（ ）。
A、光源仅提供可见光
B、激发光单色器与样品池成直角
C、可以获得荧光激发光谱和荧光发射光谱
D、测量原理与紫外-可见分光光度计相同
4、苯、联苯、氯代苯、苯酚四种物质，按荧光效率由小到大顺序排列为( )。
A、苯酚<联苯<苯<氯代苯 B、氯代苯< 苯酚<联苯<苯
C、苯酚<联苯<苯<氯代苯 D、联苯<氯代苯<苯<苯酚
5、用分子荧光分析法测定食品中的VB2时，依次取0.00、2.00、4.00、6.00、8.00
mL 2.00 mg•mL-1 VB2标准溶液，分别测得荧光强度列于下表。准确称取2.00 g 样品，制成50.00 mL 待测液。从中取10.00 mL待测液的荧光强度F=0.46。
V标（mL） 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00
荧光强度F 0.00 0.140 0.310 0.450 0.610
（1） 绘制F-c标准曲线。（5分）
（2） 求样品中VB2含量 （mg•g-1）。（4分））
第7章分子发光分析法
【7-1】 解释下列名词。
（1）单重态；（2）三重态；（3）荧光；（4）磷光；（5）化学发光；（6）量子产率；（7）荧光猝灭；（8）振动弛豫；（9）系间跨越；（10）内转换；（11）重原子效应。
答：（1）单重态：在给定轨道中的两个电子，必定以相反方向自旋，自旋量子数分别为1/2和-1/2，其总自旋量子数s=0。电子能级的多重性用M=2s+1=1，即自旋方向相反的电子能级多重性为1。此时分子所处的电子能态称为单重态或单线态，用S表示。
（2）三重态：当两个电子自旋方向相同时，自旋量子数都为1/2，其总自旋量子数s=1。电子能级的多重性用M=2s+1=3，即自旋方向相同的电子能级多重性为3，此时分子所处的电子能态称为三重态或三线态，用T表示。
（3）荧光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过振动弛豫及内转换，回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
（4）磷光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光
（5）化学发光：化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。
（6）量子产率：激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用f表示。
（7）荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子之间发生猝灭，荧光猝灭分为静态猝灭和动态猝灭。
（8）振动弛豫：处于激发态最高振动能级的外层电子回到同一电子激发态的最低振动能级以非辐射的形式将能量释放的过程。
（9）系间跨越：处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。即分子由激发单重态以无辐射形式跨越到激发三重态的过程。
（10）内转换：相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。
（11）重原子效应：使用含有重原子的溶剂（如碘乙烷、溴乙烷）或在磷光物质中引入重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光强度，这种效应称为重原子效应。
