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第2楼2010/07/25
当基态分子的一个成对电子吸收光辐射后,被激发跃迁到能量较高的轨道上,通常它的自旋方向不改变,即ÄS=0,则激发态仍是单线态,即“单线(重)激发态”;
如果电子在跃迁过程中,还伴随着自旋方向的改变,这时便具有两个自旋不配对的电子,电子净自旋不等于零,而等于1: S=1/2+1/2=1 其多重性: M=2S+1=3
即分子在磁场中受到影响而产生能级分裂,这种受激态称为“三线(重)激发态”;
“三线激发态” 比 “单线激发态” 能量稍低。但由于电子自旋方向的改变在光谱学上一般是禁阻的,即跃迁几率非常小,只相当于单线态 → 单线态过程的 10-6~10-7
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第4楼2010/07/25
2. 内转换:当激发态S2 的较低振动能级与S1 的较高振动能级的能量相当或重叠时,分子有可能从S2 的振动能级以无辐射方式过渡到S1 的能量相等的振动能级上, 这一无辐射过程称为“内转换”。
(“ 内转换”过程同样也发生在三线激发态的电子能级间)
3. 外转换:激发态分子与溶剂分子或其他溶质分子相互作用(如碰撞)而以非辐射形式转移掉能量回到基态的过程称“外转换” 。
4.系间跨跃:当电子单线激发态的最低振动能级与电子三线激发态的较高振动能级相重叠时,发生电子自旋状态改变的 S—T 跃迁,这一过程称为 “系间跨跃” 。
(含有高原子序数的原子如 Br2、I2 的分子中,由于分子轨道相互作用大,此过程最为常见。)
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第8楼2010/07/25
四. 影响荧光强度的外界因素
1. 激发光源:一般选用ex 最大
但对某些易感光、易分解的荧光物质,尽量采用长波长,低 I0 及短时间光照
2. 温度:大多数分子在温度升高时,分子与分子之间,分子与溶剂分子之间的碰撞频率升高,非辐射能量转移过程升高, 降低,因此,降低温度,有利于提高 。
3. 溶液的 pH:带有酸性或碱性环状取代基的芳香组化合物的荧光一般都与 pH 值有关,有些化合物在离子状态时不显荧光。为此,在用荧光强度进行定量测定时,严格控制溶液 pH值是非常重要的。
4. 溶剂:对π—π共轭的荧光物质
在极性溶剂中,∆E 减小↓→ 跃迁几率升高↑ → ↑(波长长移)
溶剂粘度 ↓ → ↓
5. 内滤:当荧光波长与荧光物质或其它物质的吸收峰相重叠时,将发生自吸收使荧光物质的荧光强度下降,此现象称 “内滤” 。
6. 散射光的影响(溶剂的二种散射)
(1)瑞利散射光:物质(溶剂或其它分子)分子吸收光能后,跃迁到基态的较高振动能级,在极短时间(10-12s)返回到原来的振动能级并发出和原来吸收光相同波长的光,这种光称为瑞利散射光。
(2)拉曼散射光:物质分子吸收光能后,若电子返回到比原来能极稍高(或稍低)的振动能级而发射的光称为拉曼散射光。
瑞利散射光波长与激发光波长相同,拉曼散射与激发光波长不同,而荧光物质的荧光波长与激发光波长无关,因此可以通过选择适当的激发波长将拉曼散射光与荧光分开。
7. 荧光熄灭剂的影响:
荧光熄灭:荧光物质分子与溶液中其它物质分子之间作用导致荧光强度降低的现象。
荧光熄灭剂:引起荧光熄灭的物质。
如:X-,重金属离子、O2 、硝基化物质、重氮化合物等。
尤其是溶液中的溶解氧能引起几乎所有的荧光物质产生不同程度的荧光熄灭现象,因此,在较严格的荧光实验中必须除O2 。
8. 表面活性剂的影响:提高荧光强度。
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第9楼2010/07/25
荧光仪器组成
荧光计、荧光分光光度计的基本组成部件:激发光源、样品池、单色器、检测器、显示系统。
1. 激发光源:要比吸收法中光源强度大。
汞灯:提供线光谱(光源强度随变化大)
碘钨灯:提供连续光谱 300~700nm.
氙灯:提供连续光谱250~700nm,300~400nm 段强度相近。
激光:发光强度大,能极大地提高荧光分析的灵敏度。
2. 样品池:通常用石英材料制成长方体形(方形),(散射光较少),低温荧光测定时在一样品池外套一个液氮的透明石英真空瓶。
3. 单色器:
荧光计——两个滤光片。
第一滤光片:在光源与样品池之间,滤去不需要的光让需要的激发光通过。
第二滤光片:在样品池与检测器之间,滤去溶剂散射光,容器表面散射光,杂质发出的光等,让待测物质发射的荧光通过。
荧光分光光度计——两个光栅(位置同滤光片)单色性好。
4. 检测器:因荧光通常较弱,采用光电倍增管作检测器,灵敏度高。
5. 显示系统:光度表、计算机操作系统等