分子荧光与分子磷光光谱法
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荧光光谱分析技术概述1荧光光谱分析原理 (1)2荧光分析法 (4)2.1定性分析法 (4)2.2定量分析法 (4)1荧光光谱分析原理光学分析法分为光谱法和非光谱法,光谱法是辐射能与物质组成和结构的相互作用,以光谱的出来为基础,非光谱法不包含物质内能的变化,不涉及能级跃迁,而是辐射方向和物理性质的改变。
光学分析方法分类表1分析法特征具体方法光谱法光的发射原子发射光谱、原子荧光光谱、X射线荧光光谱、分子荧光光谱、分子磷光光谱、化学发光、电子能谱、俄歇电子能谱光的吸收原子吸收光谱、紫外-可见分光光度法、红外光谱、X射线吸收光谱、核磁共振光谱、电子自旋共振光谱、光声光谱光的散射拉曼光谱非光谱法光的散射比浊法、散射浊度法光的折射折射法、干涉法光的衍射X射线衍射、电子衍射光的转动旋光色散法、偏振法、圆二向色法荧光发光机理可按量子理论通俗解释: 光具有波动、粒子二重性, 光波愈短, 其光子能量愈强; 反之波长愈长其能量则弱。
当某些物质受到紫外线或较短波长光照射, 吸收了全部或部分光能量, 使其分子的能级升高而处于亚稳定状态, 当恢复到稳定的基态时, 这些分子就会立即释放多余的能量, 其中一部分化为热量而消失。
但对某些物质而言, 向基态跃迁时是以“光”形式释放, 因为有部分能量被消耗, 所以重新发出的光能量总比吸收的能量要小。
由于能量愈小, 光波愈长, 所以物质所激发的荧光总比照射它的光波要长。
磷光的能量较荧光还要小, 所以它的波长比荧光要长, 寿命可达数小时之久, 这就是两者的区别。
如果物质的分子吸收了紫外和可见区电磁辐射后,它的电子能跃迁至激发态,然后以热能的形式将这一部分能量释放出来,本身又回复到基态如果吸收辐射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量,再发射的波长可以同分子所吸收的波长相同,也可以不同,这一现象称为光致发光。
最常见的两种光致发光现象是荧光和磷光。
这两种光致发光的机理不同,荧光发光过程在激发光停止后10s内停止发光,而磷光则往往能延续10-3s-10s的时间间隔。
gaussian中用tddft计算激发态和吸收、荧光、磷光光谱的方法在Gaussian中使用TDDFT(Time-Dependent Density Functional Theory,时域密度泛函理论)计算激发态和吸收、荧光、磷光光谱,需要按照以下步骤进行:1.设置基态优化计算:在Gaussian输入文件中,确保你的计算包含基态优化的步骤。
这通常是通过使用`Opt`关键字来实现的。
确保优化收敛后得到的分子几何结构是稳定的。
```bash#P B3LYP/6-31G*Opt```2.激发态计算的设置:在Gaussian输入文件中,添加TDDFT相关的设置。
以下是一个示例:```bash#P B3LYP/6-31G*TDDFT=(NStates=10)````NStates`参数定义了计算的激发态的数量,你可以根据需要进行调整。
这个值通常会根据你希望获得的激发态数量来选择。
3.计算吸收光谱:在Gaussian输出文件中,查找TDDFT计算的结果。
通常,吸收光谱的信息会包含在这一部分。
你可以找到每个激发态的激发能、振子强度等信息。
4.计算荧光和磷光光谱:荧光和磷光光谱的计算也可以从TDDFT计算的输出中获得。
通常,你可以查看每个激发态的振子强度以及相关的信息,这些信息可以用于分析光谱的特性。
在Gaussian的输出文件中,你可能会找到像这样的信息:```plaintextExcitation energies and oscillator strengths:Excited State1:Singlet-A 3.2961eV375.97nm f=0.0725<S2>=0.000```其中,`Excited State1`表示第一个激发态,`Singlet-A`表示单重态,`3.2961eV`是激发能,`375.97nm`是对应的波长,`f=0.0725`是振子强度。
5.进一步的分析和处理:获得计算结果后,你可以使用其他工具或软件来进一步分析和处理得到的激发态信息,以获取更详细的光谱特性和相关的物理信息。