4.荧光强度与浓度关系－定量依据
荧光强度 If正比于吸收的光强Ia和荧光量子效率 ： If = Ia
由朗-比耳定律： Ia = I0(1-10- l c ) If = I0(1-10- l c ) = I0(1-e-2.3 l c )
浓度很低时，将括号项近似处理后： If = 2.303 I0 l c = Kc
h
（2）液相中的化学发光反应
常用发光试剂：鲁米诺（3-氨基苯二甲酰肼），光泽精，过氧草酸盐 鲁米诺在碱性溶液中与双氧水的反应过程：
该发光反应速度慢，某些金属离子可催化反应；利用这一现象可测 定这些金属离子，也可用于有H2O2参与的化学反应
3 化学发光的特点
1. 灵敏度极高
例：荧光素酶和磷酸三腺甙(ATP)的化学发光分析，可测定210-17 mol/L的ATP ，即可检测出一个细菌中的ATP含量
为什么用TMS作为基准? a. 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰； b.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭； c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
= [（ 样 - TMS) / TMS ] ×106
3 影响化学位移的因素
诱导效应－吸电子作用使价电子偏离质子，屏蔽作用减弱，往低场移动 共轭效应－电子云密度变化，影响屏蔽效应 磁各向异性－π电子产生诱导磁场，质子位于与外磁场方向一致的磁力
化学发光效率
发射光子的分子数
cl 参加反应的分子数 ce em
化学效率： 发光效率：
激发态分子数
ce 参加反应分子数 产生光子时间发射的光量子数)：
I
cl
t
cl
dc dt
= Kc
—定量分析依据
dc/dt 分析物参加反应的速率；
2 化学发光反应的类型
九 分子发光－荧光、磷光和化学发光
基于价电子的跃迁
9.1 荧光和磷光光谱法
1 荧光和磷光的产生
内转换
振动弛豫 内转换
S2
系间跨越
S1
能
量
发
吸
射
收
荧
光
S0
l1
l 2 l 2
外转换
l3
T1 T2
发 射 磷 振动弛豫 光
辐射跃迁 荧光：10-7～10 -9 s,第一激发单重态的最低振动能级→基态； 磷光：10-4～10s；第一激发三重态的最低振动能级→基态；
E=-mμβB0/I E-1/2=μβB0
E1/2=-μβB0
ΔE=μβB0/I =hv
驰豫：高能态的核以非辐射的方式回到低能态
自旋－晶格驰豫: 与其他磁性核进行能量传递 自旋－自旋驰豫：等价核间的能量交换
12.2 NMR仪
1. 磁铁 2. 探头（样品管） 3. 射频振荡器 4. 频率和磁场扫描单元 5. 检测和读出单元
（1）气相化学发光反应
O3的发光反应
一氧化氮与O3的发光反应
NO + O3 → NO2*
NO2* → NO2 + h
氧原子与SO2、NO、CO的发光反应
SO2 + O + O → SO2* + O2 SO2 * → SO2* + h
火焰中的化学发光反应
一氧化氮 NO + H → HNO* HNO * → HNO + h 挥发性硫化物 SO2+2H2 → S + 2H2O S + S →S2 * S2 * → S2 +
制样方法
1）气体——气体池
2）液体：
①液膜法——难挥发液体（BP》80C） ②溶液法——液体池
溶剂： CCl4 ，CS2常用。
3) 固体:
①研糊法（液体石腊法） ②KBr压片法 ③薄膜法
10.4 红外光谱的应用
有机物结构确定－IR光谱解析
不饱和度 = 1+ n4 +（ n3 – n1 ）/ 2
非辐射跃迁 振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级至低相邻振
动能级间的跃迁。 内转换：同多重度电子能级中,等能级间的无辐射能级交换。 外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生相互作用而转移能量的非辐
射跃迁； 外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。 系间跨越：不同多重态,有重叠的转动能级间的非辐射跃迁。
吸收峰数少于振动自由度的原因：
发生了简并——即振动频率相同的峰重叠 红外非活性振动
3 红外光谱产生条件：
分子吸收红外辐射的频率恰等于分子振动频率整数倍 分子在振、转过程中的净偶极矩的变化不为0，
即分子产生红外活性振动
10.2 红外光谱
官能团区 ：4000～1300cm-1
与一定结构单元相联系的基团特征 频率（特征吸收峰）
线上，去屏蔽，反之屏蔽增加
氢键－去屏蔽，往低场移动
12.4 自旋偶合与自旋裂分
自旋偶合：相邻核之间的相互干扰作用
自旋裂分：出现多重峰
偶合常数(J)：多重峰的峰间距
衡量偶合作用的大小
裂分峰数与强度比
峰裂分数：n+1 规律； n:相邻碳原子上的质子数；
强度比：符合二项式的展开式系数；
例：判断下列化合物有几组峰，几重峰 CH3CH2OH CH2ClCH2CHBr2
指纹区 1300～600cm-1
C-O,C-F 等单键伸缩振 动，及变形振动，复杂
影响基团频率变化的因素
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部 因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。
内部因素
诱导效应：电子分布变化，吸电子基团使吸收峰向高波数方向移动 中介效应：孤对电子与π电子重叠，电子云平均化，低波数方向移动 共轭效应：电子云平均化，低波数方向移动 氢键： 分子间氢键，分子内氢键，使伸缩振动频率向低波数方向移动 振动偶合：
n4 ， n3 ， n1 分别为分子中四价，三价，一价元素数目。
十二 核磁共振波谱法
自旋核的跃迁
12.1 基本原理
1 原子核的自旋
自旋 → 核磁矩
自旋角动量： h I(I 1) 2
核 磁 矩： g I(I 1)
核磁子=eh/2M c；自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩，
质量数（a） 原子序数（Z） 自旋量子（I）
CH3CH2OH 三组峰 三 四 单峰
CH2ClCH2CHBr2 三组峰 三 六 三重峰
氢核邻近有两组偶合程度不等的H 核时，其中一组有n个， 另一组有n’+1个，则这组H 核受两组 H 核自旋偶合作用， 谱线裂分成(n+1)(n’+1)重峰。
化学等价与磁等价
化学等价： 若分子中两个相同原子（或两个相同基团）处于相同的化学环境，
改变电子自旋，禁阻跃迁，通过自旋—轨道耦合进行。
2 荧光与分子结构的关系
荧光量子产率（）：
发射的光量子数
吸收的光量子数
荧光量子产率与激发态能量释放各过程的速率常数有关，如外转换 过程(猝灭)速度快，不出现荧光发射
化合物结构与荧光的关系
有机化合物
（1）跃迁类型：* → 的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小 （2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移 （3）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有 很强的荧光。如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞 却没有。
5.激发光谱与荧光（磷光）光谱
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200 260 320 380 440 500 560 620 室温下菲的乙醇溶液荧（磷）光光谱
6. 荧光（磷光）光谱仪
由四个部分组成：光源、样品池、双单色器系统、检测器。 特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成直角。
光源：高压汞灯、氙灯或染料激 光器 检测器：光电倍增管
例子
奇数 偶数
奇或偶 偶数
1,3,5 222
0
I
1 2
,1H
1
,
13C6 ,19F9 ,15N 7
I
3 2
,11B5
,
35
Cl17
,
I
5 2
,17
O8
12C6 ,16O8 ,32S16
偶数
奇数
1，2，3……
I 1, 2H1 ,14N 7 , I 3,10B5
2 核磁共振与驰豫过程
核磁共振：在外磁场中，原子核能级产生裂分，吸收能量，由 低能级向高能级跃迁
2. 仪器设备简单
不需要光源、单色器和背景校正；
3. 发射光强度测量无干扰
无背景光、散射光等干扰；
4. 线性范围宽 5. 分析速度快 缺点：可供发光用的试剂少；发光反应效率低（大大低于生物体中的发 光）；机理研究少。
十 红外吸收光谱法
利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的 特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法
其化学位移相同，它们是化学等价的
磁等价：分子中相同种类的核（或相同基团），不仅化学位移相同，而且还
以相同的偶合常数与分子中其它的核相偶合
H
H
CHa H Fa H C F
HHb C C Fb
F
H
H C
H2 H CC
H
化学等价 磁等价
HH
H2' 3J H3' Y 5J H4
H2 H3
OH H3C C N
（4）取代基效应：芳环上有 供电基，使荧光增强。
无机化合物－金属鳌合物
鳌合物中配体发光：鳌合后使配体具有刚性平面结构
鳌合物中金属离子发光：配体接受能量后传递给金属，产生d → d*, f → f* 跃迁，发射荧光
3 影响荧光强度的因素
1) 溶剂的影响 除一般溶剂效应外，溶剂的极性、氢键、配位键的形成都将使化合物