1. 荧光量子产率
荧光量子产率（）：
吸 发射 收的 的光 光量 量 吸 荧子 子 收 光数 数 强 的 强IfI收 光 ）a度 ） （
7-1-3 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
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。
荧光激发光谱与吸收光谱相近。
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。
激发单重态和激发三重态性质的不同点：
（1）单重态分子所有电子自旋都是配对的，具有抗磁性； 而激发三重态分子是顺磁性。
（2）激发单重态的平均寿命为10-8-10-6s，激发三重态的平均 寿命长达10-4-10s或更长。
（3）基态到激发单重态的激发是允许的跃迁，基态到激发 三重态的激发，实际属于禁阻跃迁的。
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
什么是分子荧光发射光谱与荧光激发光谱?何者与吸收光谱相似?
(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。
外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”。 系间跨越：不同多重态,有重叠的振动能级间的非辐射跃迁。
改变电子自旋，禁阻跃迁，通过自旋—轨道耦合进行。
辐射能量传递过程
荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（
多为 S1→ S0跃迁），发射波长为 ‘2的荧光； 10-7～10 -9 s 。
由图可见，发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长
S2
系间跨越
S1
能
T1 T2
量
发发吸射来自外转换射收
荧
磷 振动弛豫
光
光
S0
3
1
2 2
7-1-2 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 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 。 激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光
（4）激发三重态的能量较相应的单重态的能量稍低（洪特 规则）。
2. 分子的去活化过程
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；
• 分子受化学能激发后产生的发光现象称为化学发光。
分子发光分析法的特点：
• 灵敏度高：比紫外-可见分光光谱法一般要高2-3个数量级。 • 选择性由于吸收光谱法：物质对光的吸收具有普遍性，但
吸光后并非都有发光现象。即便有发光现象，在吸收波长 和发射波长等方面不尽相同，这样就有可能通过调节激发 波长和发射波长来达到选择性测定的目的。 • 试样量小，操作简便 • 发光检测的灵敏度高，发光参数多：如发光光谱、发光强 度、发光寿命等各种发光特性对所研究体系的局部环境因 素有高度的敏感性
长；
‘ 2
>
2
>
1
；
磷光发射：电子由第一激发三重态的最低振动能级→基态（
T1 → S0跃迁）； 电子由S0进入T1的可能过程：（ S0 → T1禁阻跃迁）
S0 →激发→振动弛豫→内转移→系间跨越→振动弛豫→ T1 发光速度很慢： 10-4～100 s 。
光照停止后，可持续一段时间。
内转换
振动弛豫 内转换
仪器分析课件第7章-分子 发光分析法
• 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。
• 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。
强度最大；
2.荧光光谱(或磷光光谱)
• 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(如能级
图2 ,1)，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2′)。
（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
非辐射能量传递过程
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。发生振动弛豫的时间10 -12 s。 内转换：同多重度电子能级中,等能级间的无辐射能级交换。
通过内转换和振动弛豫，高激发单重态的电子跃回第一 激发单重态的最低振动能级。 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；