只有在极稀的溶液中，当 b c <0.02时才成立，对于浓度较 高的溶液，由于自猝灭和自吸收等原因，使荧光强度和荧光 物质浓度不呈线性关系。
3 .荧光的产生与分子结构的关系
• 分子产生荧光必须具备两个条件： • 物质分子必须具有能吸收一定频率紫外可见辐射
的特征结构，分子必须具有吸光的结构 • 吸光后被激发的分子还必须具有高的荧光量子产
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200 260 320
380 440醇溶液荧（磷）光光谱
7-1 概述
• 分子发光分析法包括荧光分析法、磷光分析法和化学发光 分析法。这三种都是通过测量被激发的分子回到基态时所 发射的光辐射来进行分析的，不同之处在于光谱产生的机 制。
荧光强度 If正比于吸收的光量Ia和荧光量子效率 ：
•
If = Ia
•
由朗-比耳定律： Ia = I0(1-10- b c )
•
If = I0(1-10- b c ) = I0(1-e-2.3 b c )
• 浓度很低时，将括号项近似处理后：
•
If = 2.3 I0 b c = Kc
② 荧光 (或磷光)发射光谱
• 固定激发光波长(选最大激发波长), 化合物发射的荧光(或 磷光强度)与发射光波长关系曲线。
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
③ 激发光谱与发射光谱的关系
（1） Stokes(斯托克斯)位移 激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比
激发光谱的长，振动弛豫消耗了能量。 （2） 荧光光谱的形状与激发波长无关 电子跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量(如l2
,l1)，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最低振动 能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光(如l2′)。
（3） 镜像规则 通常荧光发射光谱与它的吸收光谱（与激发光谱形状一
2. 荧光强度与溶液浓度之间的关系 P128
荧光量子产率（）：是物质荧光特性的重要参数，它
反映了荧光物质发射荧光的能力，其数值越大，说明物质的
荧光能力越强。


发射的光量子数 吸收的光量子数

荧光强度（If）
吸收的光强收I
）
a
在产生荧光的过程中，涉及到许多辐射和无辐射跃迁过程， 如荧光发射、内转移，系间窜跃和外转移等。很明显，荧光 的量子产率，与上述每一个过程的速率常数有关。如外转换 过程速度快，不出现荧光发射。
思考题：简述分子荧光光谱常与其吸收光谱呈镜像对称
关系, 而又不完全对称, 且荧光光谱的波长较长的理由。
[答](1)物质的吸收光谱是物质吸收光能后,由基态跃迁至 较高激发态的各个振动能级，产生吸收光谱的形状是由 激发态的能级分布决定的。 (2)分子荧光光谱是由基态的振动能级分布决定的。两者 情况相似,但又不相同,再加上物质分子在激发态和基态 受溶剂作用及环境的影响不同。
样）成镜像对称关系。
荧光激发光谱
荧光发射光谱
200 250 300 350 400 450 500 nm
蒽的激发光谱和荧光光谱
小结：什么是分子荧光发射光谱与荧光激发光谱?
(1) 荧光激发光谱: 固定荧光发射波长, 扫描荧光激发波长, 所得到的激发波长与荧光强度的一维光谱曲线。
荧光发射光谱: 固定荧光激发波长, 扫描荧光发射波长, 所得到的发射波长与荧光强度的一维光谱曲线。 (2) 荧光发射光谱是供应能量使试样增加能量后，针对发 射的荧光所记录的光谱, 荧光激发光谱是以荧光为光源照射 试样后, 针对试样吸收能量所记录的光谱。
率，许多吸光物质不一定发荧光，就是由于他们 的吸光分子的荧光量子产率不高，而是将其吸收 的能量与溶剂分子或其他溶质分子的相互碰撞中 消耗掉了，因此不能发生荧光。
（1）共轭效应
实验证明，容易实现激发 的芳香族化合物容易 发生荧光，能发生荧光的脂肪族和脂环族化合物极少（仅 少数高度共轭体系化合物除外）。任何有利于提高电子 共轭程度的结构的改变都将提高荧光效率，并使荧光波长 向长波方向移动。 共轭效应使荧光增强的原因 ：
T1、T2：第一 （二）电子激发 三重态
υ：基态和激发 态的振动能级
2. 无辐射跃迁
当激发态分子返回基态时，如果不伴有发光现象， 该过程称为无辐射去激或无辐射跃迁，该过程包括振 动弛豫（VR） 、内转换（IC）和系间窜跃（ISC）。
小结：分子荧光和磷光的产生
电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射 跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量；
传递途径
辐射跃迁
无辐射跃迁
荧光
磷光
系间跨越 内转换 外转换 振动弛豫
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大， 发光强度相对大； 荧光：10-8～10 -6 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；
内转换
振动弛豫 内转换
S2
系间跨越
1. 电子自旋状态的多重性
概 念 ： 单 重 态 （ S ） 、 基 态 （ S0 ） 、 第 一 激 发 单 重 态
（S1）、第二激发单重态（S2）、三重态（T）、第一激 发三重态（T1）、第二激发三重态（T2）
电子自旋状态的多重性
热能、电能、化学能或光能
S0：基态
S1、S2：第一 （二）电子激发 单重态
S1
能
T1 T2
量
发
发
吸
射
外转换
射
收
荧
磷 振动弛豫
光
光
S0
l3
l1
l 2 l 2
二、分子荧光分析的基本原理
1. 激发光谱和发射光谱
荧光(磷光)：光致发光，照射光波长如何选择？
① 荧光(磷光)的激发光谱曲线 激发光谱反映了激发波长与荧光强度之间的关系，为荧 光分析选择最佳激发波长提供依据。 固定测量波长(选最大发射波长)，化合物发射的荧光(磷 光)强度与照射光波长的关系曲线 。简而言之，固定发射波 长，找激发波长。
• 分子受光子激发后，由第一电子激发单重态回到基态的任 一振动能级伴随的光辐射称为分子荧光。
• 激发态分子从第一激发三重态 回到基态伴随的光辐射称为 磷光。
• 分子受化学能激发后产生的发光现象称为化学发光。
7-2 分子荧光分析法及其基本原理
一、分子荧光和磷光的产生
1. 电子自旋状态的多重性 分子荧光和磷光通常基于或n形式的 电子跃迁，因此都需要有不饱和官能团的存在。 在光致激发和去激发光中，价电子可以处在不 同的自旋状态，常用电子自旋状态的多重性描述。