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文檔簡介
課件紫外可見吸收光譜演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有82頁\編輯于星期五課件紫外可見吸收光譜現(xiàn)在是2頁\一共有82頁\編輯于星期五內(nèi)容第一節(jié)紫外可見吸收光譜基本原理BasicprinciplesofUV-Vis第二節(jié)紫外可見分光光度計Utraviolet-visiblespectrometer第三節(jié)紫外可見吸收光譜的應用Applicationofultravioletspectrometry第四節(jié)分子熒光光譜法Molecularfluorescencespectroscopy現(xiàn)在是3頁\一共有82頁\編輯于星期五本章學習要求1.掌握紫外-可見光譜的基本概念和原理2.掌握有機化合物中電子躍遷的基本類型3.了解無機化合物的紫外可見吸收光譜4.了解紫外可見吸收分光光度計的構(gòu)造5.掌握紫外-可見光譜的定性和定量分析方法6.了解分子熒光光譜法的原理現(xiàn)在是4頁\一共有82頁\編輯于星期五第一節(jié)
紫外可見吸收光譜基本原理basicprincipleofUV-Vis一、概述二、分子吸收光譜產(chǎn)生及類型三、紫外可見吸收光譜四、吸收光譜的測量現(xiàn)在是5頁\一共有82頁\編輯于星期五一、概述現(xiàn)在是6頁\一共有82頁\編輯于星期五紫外可見吸收光譜法:利用某些物質(zhì)分子能夠吸收紫外可見光(10~800nm)的輻射而產(chǎn)生的分子吸收光譜來進行定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的方法。這種分子吸收光譜源于分子外層電子或價電子能級間躍遷而產(chǎn)生的電子光譜.廣泛用于有機和無機物質(zhì)的定量測定,輔助定性分析(如配合IR)
現(xiàn)在是7頁\一共有82頁\編輯于星期五電磁波譜遠紫外區(qū)(10-200nm),近紫外區(qū)(200-400nm)和可見光區(qū)(400-800nm)現(xiàn)在是8頁\一共有82頁\編輯于星期五二、分子吸收光譜的產(chǎn)生及類型1.分子吸收光譜的產(chǎn)生E分子=Ee+Ev+Er分子內(nèi)部三種運動形式:(1)電子相對于原子核的運動(2)原子核在其平衡位置附近的相對振動(3)分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動分子具有三種不同能級:電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級三種能級都是量子化的,且各自具有相應的能量分子的內(nèi)能:電子能量Ee、振動能量Ev
、轉(zhuǎn)動能量Er現(xiàn)在是9頁\一共有82頁\編輯于星期五整個分子能量的變化包含著電子能級的變化、振動能級的變化和轉(zhuǎn)動能級的變化:DEe>DEv>DEr其中電子運動的能級間距最大(每個能級間的能量差叫間距或能級差△E),振動能級次之,轉(zhuǎn)動能級的間距最小。即:DE分子=DEe+DEv+DEr20-11-0.050.005-0.05eV0.06------1.25-----25------250m現(xiàn)在是10頁\一共有82頁\編輯于星期五電子能級間躍遷的同時總伴隨有振動和轉(zhuǎn)動能級間的躍遷即電子光譜中總包含有振動能級和轉(zhuǎn)動能級間躍遷產(chǎn)生的若干譜線而呈現(xiàn)寬譜帶。分子光譜是帶狀光譜!現(xiàn)在是11頁\一共有82頁\編輯于星期五當有一頻率n,即輻射能量為hn(h為普朗克常數(shù))的電磁輻射照射分子時,如果輻射能量hn恰好等于該分子較高能量與較低能量的能級差時,即有:分子就吸收了該電磁輻射,發(fā)生能級的躍遷。若用一連續(xù)的電磁輻射以波長大小順序分別照射分子,并記錄物質(zhì)分子對輻射吸收程度隨輻射波長變化的關(guān)系曲線——分子吸收曲線,通常叫分子吸收光譜.現(xiàn)在是12頁\一共有82頁\編輯于星期五2.分子吸收光譜類型遠紅外光譜
分子的轉(zhuǎn)動能級躍遷,需吸收波長為遠紅外光,形成的光譜稱為轉(zhuǎn)動光譜或遠紅外光譜。紅外光譜
分子的振動能級差一般需吸收紅外光才能產(chǎn)生躍遷。在分子振動時同時有分子的轉(zhuǎn)動運動。因此分子振動產(chǎn)生的吸收光譜中,包括轉(zhuǎn)動光譜,故常稱為振-轉(zhuǎn)光譜,又稱紅外光譜,主要用于有機化合物結(jié)構(gòu)鑒定。現(xiàn)在是13頁\一共有82頁\編輯于星期五紫外-可見吸收光譜電子的躍遷吸收光的波長主要在真空紫外到可見光區(qū),對應形成的光譜,稱為電子光譜或紫外-可見吸收光譜,可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析。遠紫外區(qū)10-200nm(真空紫外區(qū))近紫外區(qū)200-400nm
可見區(qū)400-800nm現(xiàn)在是14頁\一共有82頁\編輯于星期五1.紫外可見光譜圖不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同,其分子能級的能量(各種能級能量總和)或能量間隔各異,因此不同物質(zhì)將選擇性地吸收不同波長或能量的外來輻射,這是UV-Vis定性分析的基礎。定性分析具體做法是讓不同波長的光通過待測物,測量其對不同波長光的吸收程度(吸光度A),以吸光度A為縱坐標,以波長或頻率為橫坐標作圖,得到該物質(zhì)的吸收光譜或吸收曲線,據(jù)吸收曲線的特性(峰強度、位置及數(shù)目等)研究分子結(jié)構(gòu)。三、紫外-可見吸收光譜現(xiàn)在是15頁\一共有82頁\編輯于星期五紫外可見吸收光譜示意圖末端吸收最大吸收峰肩峰次強峰峰谷lmaxlminl/nmA
現(xiàn)在是16頁\一共有82頁\編輯于星期五2.有機化合物的紫外可見吸收光譜
s電子:形成單鍵的電子
p電子:形成不飽和鍵的電子
n電子:氧、硫、氮、鹵素等雜原子上未成鍵的電子以甲醛分子為例:COH::n電子π電子σ電子H現(xiàn)在是17頁\一共有82頁\編輯于星期五
電子躍遷類型
spnp*s*λ/nm能量150-160nm200nm180-210nm270-300nmC-CC=CC=OC-XC=ON=Os
→
s*p→p*n→s*n
→p*s→s*>n→s*≥
p→p*>n→p*各種躍遷所需要的能量順序:現(xiàn)在是18頁\一共有82頁\編輯于星期五s→s*躍遷
所需能量最大σ電子只有吸收遠紫外光的能量才能發(fā)生的躍遷吸收波長λ<200nm,例如,飽和烷烴甲烷的λmax為125nm,只能被真空紫外分光光度計檢測到現(xiàn)在是19頁\一共有82頁\編輯于星期五n→s*躍遷所需能量較大吸收波長為180~210nm,大部分在遠紫外區(qū),一部分在近紫外區(qū)含非鍵電子的飽和烴衍生物(如N、O、S和鹵素等雜原子)均發(fā)生n→s*躍遷如一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→s*躍遷的λ分別為173nm、183nm和227nm因此,只含有*、n*躍遷的化合物,如:飽和烷烴、鹵代烷烴、醇、醚、水等是紫外可見吸收光譜測定時的良好溶劑。現(xiàn)在是20頁\一共有82頁\編輯于星期五p→p*躍遷所需能量較小吸收峰的波長位于遠紫外區(qū)的末端或200nm附近,最大摩爾吸光系數(shù)εmax
>104L·mol-1·cm-1,屬于強吸收峰不飽和烴、共軛烯烴、芳香族化合物都可以發(fā)生p→p*
躍遷例,乙烯的p→p*
躍遷,λmax為162nm,εmax為104L·mol-1·cm-1現(xiàn)在是21頁\一共有82頁\編輯于星期五當分子中存在兩個或兩個以上的雙鍵共軛體系時,p→p*躍遷能量降低,吸收波長向長波方向移動,所產(chǎn)生的吸收帶為K帶(共軛分子的特征吸收帶),λmax>200nm,εmax
>104L·mol-1·cm-1,為強吸收例,CH2=CH—CH=CH2的K帶的λmax為217nm,εmax
約為104L·mol-1·cm-1現(xiàn)在是22頁\一共有82頁\編輯于星期五1802002202402602802.03.04.0E1E2Bλ/nm㏒ε芳香族化合物的p→p*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶為B帶和E帶(芳香族化合物的特征吸收帶)。以苯的紫外吸收光譜為例現(xiàn)在是23頁\一共有82頁\編輯于星期五n→p*躍遷所需能量比較小吸收波長位于近紫外或可見光區(qū),
ε<100L·mol-1·cm-1,為弱吸收含有雜原子的不飽和化合物可以發(fā)生n→p*躍遷,如含有羰基、硝基、亞硝基等n→p*躍遷所產(chǎn)生的吸收帶稱為R帶現(xiàn)在是24頁\一共有82頁\編輯于星期五常用概念發(fā)色團(或生色團):具有π電子的不飽和基團,即可在紫外-可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的官能團。如C=C、C≡C、C=O、-NO2等助色團:有一些含有n電子的基團(如-OH、-NH2、-OR、-SH、-Cl、-Br、-I等),它們本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光),但當它們與生色團相連時,就會發(fā)生n-p共軛作用,增強生色團的生色能力(吸收波長向長波方向移動,且吸收強度增加),這樣的基團稱為助色團現(xiàn)在是25頁\一共有82頁\編輯于星期五紅移和藍移:由于取代基或溶劑的影響使吸收帶的最大吸收波長向長波方向移動稱為紅移;反之,向短波方向移動稱為藍移(或紫移)。增色效應和減色效應:使吸收強度增加的效應稱為增色效應,反之稱為減色的效應。強帶和弱帶:
ε>104L·mol-1·cm-1的為強帶,ε<1000L·mol-1·cm-1的為弱帶現(xiàn)在是26頁\一共有82頁\編輯于星期五3.無機化合物的紫外可見吸收光譜一些無機物也產(chǎn)生紫外-可見吸收光譜,其躍遷類型包括電荷轉(zhuǎn)移躍遷和配位場躍遷(即d-d躍遷、f-f躍遷)產(chǎn)生。現(xiàn)在是27頁\一共有82頁\編輯于星期五一些同時具有電子給予體和受體的無機分子,在吸收外來輻射時,電子從給予體躍遷至受體所產(chǎn)生的光譜。max較大(104以上),可用于定量分析。電荷轉(zhuǎn)移躍遷(Chargetransfertransition)現(xiàn)在是28頁\一共有82頁\編輯于星期五
過渡元素的d或f軌道為簡并軌道(Degenerationorbit),當與配位體配合時,軌道簡并解除,d或f軌道發(fā)生能級分裂。如果軌道未充滿,則低能量軌道上的電子吸收外來能量時,將會躍遷到高能量的d或f軌道,從而產(chǎn)生吸收光譜。吸收系數(shù)max較小(102),很少用于定量分析;多用于研究配合物結(jié)構(gòu)及其鍵合理論。配場躍遷(Ligandfieldtransition)
現(xiàn)在是29頁\一共有82頁\編輯于星期五透光率T%吸光度A
I為透射光的強度I0為入射光的強度四、吸收光譜的測量1.朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律二者的結(jié)合稱為朗伯-比爾定律,其數(shù)學表達式為:1760年朗伯(Lambert)闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系,即A∝b1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系,即A∝c現(xiàn)在是30頁\一共有82頁\編輯于星期五式中A:吸光度;描述溶液對光的吸收程度;
k:比例系數(shù),與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長有關(guān)
b:液層厚度(光程長度),通常以cm為單位;
c:溶液的濃度;當濃度以g/L表示時,稱k為吸光系數(shù),以a表示,即當濃度以mol/L表示時,稱k為摩爾吸光系數(shù),以表示,即現(xiàn)在是31頁\一共有82頁\編輯于星期五摩爾吸光系數(shù)ε的討論:(1)吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù);(2)不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時,ε僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān),與待測物濃度無關(guān);(3)同一吸收物質(zhì)在不同波長下的ε值是不同的。在最大吸收波長λmax處的摩爾吸光系數(shù),常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力,也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度;(4)不同物質(zhì)λmax有時可能相同,但εmax不一定相同,可作為定性鑒定的參數(shù)現(xiàn)在是32頁\一共有82頁\編輯于星期五2.偏離L-B定律的因素樣品吸光度A與光程b總是成正比。但當b一定時,A與c并不總是成正比,即偏離L-B定律。1).定律本身的局限性
L-B定律通常只有在稀溶液時才能成立,隨著溶液濃度增大,吸光質(zhì)點間距離縮小,彼此間相互影響和相互作用加強,破壞A和c之間的線性關(guān)系;現(xiàn)在是33頁\一共有82頁\編輯于星期五2).化學因素試液中各組份的相互作用,如發(fā)生了分解、電離、酸堿、配位、締合、光化反應或與溶劑發(fā)生反應等,改變了吸光物質(zhì)的濃度,導致偏離比爾定律3).儀器因素L-B定律只適用于單色光,但經(jīng)儀器狹縫投射到被測溶液的光,并不能保證理論要求的單色光現(xiàn)在是34頁\一共有82頁\編輯于星期五第二節(jié)
紫外-可見分光光度計UV-Visspectrometer一、基本組成二、分光光度計的
類型現(xiàn)在是35頁\一共有82頁\編輯于星期五一、基本組成現(xiàn)在是36頁\一共有82頁\編輯于星期五1.光源
要求:提供能量,激發(fā)被測物質(zhì)分子使之產(chǎn)生價電子的躍遷,從而產(chǎn)生電子光譜;在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜;具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。連續(xù)光源:紫外光區(qū):氫燈、氙燈、氘燈(氣體放電光源)可見光區(qū):鎢絲燈、鹵鎢燈(熱輻射光源)氙燈氘燈鎢燈現(xiàn)在是37頁\一共有82頁\編輯于星期五
2.單色器
功能:將光源發(fā)射的復合光分解成單色光。組成:入射狹縫、準直鏡、色散元件、聚焦裝置、出射 狹縫現(xiàn)在是38頁\一共有82頁\編輯于星期五3.吸收池功能:盛放試樣材料:由石英或普通玻璃制成,在紫外光區(qū)只能用石英吸收池,在可見光區(qū)可以使用石英或玻璃吸收池現(xiàn)在是39頁\一共有82頁\編輯于星期五4.檢測器功能:利用光電效應將透過吸收池的光信號變成 可測的電信號類型:(1)光電池:硒光電池(可見)硅光電池(紫外可見)(2)光電管:紫敏光電管銻銫陰極紅敏光電管銀和氧化銫陰極(3)光電倍增管:將光信號放大106-107倍,靈敏現(xiàn)在是40頁\一共有82頁\編輯于星期五5.記錄系統(tǒng)功能:信號的處理及讀出類型:常用的記錄系統(tǒng)有電位計、檢流計、示波器及數(shù)據(jù)臺、數(shù)字電壓表、微機等現(xiàn)在是41頁\一共有82頁\編輯于星期五二、紫外-可見分光光度計的類型1.單光束分光光度計優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,價廉;缺點:受光源的波動影響較大,誤差大。2.雙光束分光光度計3.雙波長分光光度計現(xiàn)在是42頁\一共有82頁\編輯于星期五2.雙光束分光光度計比值光源單色器吸收池檢測器顯示光束分裂器優(yōu)點:消除光源強度變化帶來的誤差,能夠自動掃描吸收光譜缺點:儀器復雜,價格較高現(xiàn)在是43頁\一共有82頁\編輯于星期五3.雙波長分光光度計優(yōu)點:將不同波長的兩束單色光(λ1、λ2)快速交替通過同一吸收池而后到達檢測器(不用參比溶液),測得吸光度差值??捎糜诟邼舛冉M分的測定;可以測定混濁溶液;準確度高雙波長分光光度法1:A1=1bc+A干擾2:A2=2bc+A干擾
A=(2-1)bc現(xiàn)在是44頁\一共有82頁\編輯于星期五一、定性、定量分析qualitativeandquantitativeanalysis二、有機物結(jié)構(gòu)確定structuredeterminationoforganiccompounds第三節(jié)
紫外吸收光譜的應用Applicationofultravioletspectrometry現(xiàn)在是45頁\一共有82頁\編輯于星期五一、定性、定量分析1.定性分析的依據(jù)→吸收光譜的特征吸收光譜的形狀吸收峰的數(shù)目吸收峰的位置(最大吸收波長)吸收峰的強度相應的吸光系數(shù)現(xiàn)在是46頁\一共有82頁\編輯于星期五(2)利用標準譜圖或光譜數(shù)據(jù)比較。常用的?TheSadtlerstandardspectra,Ultraviolet?薩特勒標準圖譜,
共收集了46000種化合物的紫外光譜。2.定性分析方法:(1)利用標準物質(zhì)比較,在相同的測量條件下,測定和比較未知物與已知標準物的吸收光譜曲線,如果兩者的光譜完全一致,則可以初步認為它們是同一化合物。對比法:標準物質(zhì)比較法和標準譜圖比較法現(xiàn)在是47頁\一共有82頁\編輯于星期五3.定量分析的依據(jù):朗伯-比爾定律和吸光度加和性定量分析時首先要選擇合適的吸收波長作為測定波長選擇的原則:當試樣有幾個吸收帶時則選強吸收帶的最大吸收波長通常選擇最大吸收波長為測定波長,以保證測定的靈敏度;沒有溶劑或其他雜質(zhì)的吸收干擾;現(xiàn)在是48頁\一共有82頁\編輯于星期五1)微量單組分的測定絕對法已知樣品池厚度l和待測物的摩爾吸光系數(shù)ε,可以從紫外分光光度計上讀出吸光度A,根據(jù)朗伯-比爾定律直接計算出待測物的濃度cx現(xiàn)在是49頁\一共有82頁\編輯于星期五直接比較法已知濃度的待測化合物的標準溶液測得其吸光度為As,在同一樣品池中測得未知濃度樣品的吸光度為Ax,由于兩次的ε、l相同,根據(jù)朗伯-比爾定律:現(xiàn)在是50頁\一共有82頁\編輯于星期五標準曲線法
配制一系列不同濃度的待測組分的標準溶液,以不含待測組分的空白溶液為參比,測定標準溶液的吸光度。并繪制吸光度—濃度曲線,得到標準曲線(工作曲線),然后再在相同條件下測定試樣溶液的吸光度。由測得的吸光度在曲線上查得試樣溶液中待測組分的濃度?,F(xiàn)在是51頁\一共有82頁\編輯于星期五2)多組分同時測定在含有多種組分的溶液中,如果要測定多個組分,可以根據(jù)情況的不同,采用不同的方法來進行測定。——利用吸光度具有加和性的特點現(xiàn)在是52頁\一共有82頁\編輯于星期五①
兩組分互不干擾(x,y組分最大吸收波長不重迭):可以用測定單組分的方法分別在λ1、λ2測定x、y兩組分的吸光度;②x組分對y組分的測定有干擾,而y組分對x組分的測定無干擾,則可以在λ1處單獨測量x組分,求得x組分的濃度Cx。然后在λ2處分別測量x、y純物質(zhì)ε,最后在λ2處測定試液的吸光度,根據(jù)吸光度的加和性,求得Cy現(xiàn)在是53頁\一共有82頁\編輯于星期五③
兩組分彼此相互干擾,在λ1、λ2處分別測定溶液的吸光度,而且同時測定x、y純物質(zhì)的吸光度,然后列出聯(lián)立方程現(xiàn)在是54頁\一共有82頁\編輯于星期五3)高含量組分的測定—示差法
配制一系列待測組分的標準溶液且與待測組分濃度相近,以其中濃度最小的標準溶液(cs)作參比溶液,測定其它標準溶液的吸光度,以吸光度對測定溶液和參比溶液的濃度差作圖,得到過原點的標準曲線。
AAx△Cx△C現(xiàn)在是55頁\一共有82頁\編輯于星期五cx=cs+Dcx再在相同的條件下測定試樣的吸光度,由曲線上查得試樣的濃度與參比溶液濃度的差值,從而求得待測組分的濃度?,F(xiàn)在是56頁\一共有82頁\編輯于星期五(1)200-800nm無吸收峰:飽和烴;(2)200-250nm有強吸收峰(ε104),表明含有一個共軛體系(K)帶。共軛二烯:K帶(230nm);不飽和醛酮:K帶(230nm);260nm,300nm,330nm有強吸收峰,表示,3,4,5個雙鍵的共軛體系(R帶);(3)250-300nm有中等強度的吸收峰(ε=200-2000),芳環(huán)的特征吸收(具有精細結(jié)構(gòu)的B帶);(4)270-350nm有弱吸收峰(ε=10-100)醛酮
n→π*躍遷產(chǎn)生的R
帶;二、有機物結(jié)構(gòu)確定1.有機化合物特征基團的判別現(xiàn)在是57頁\一共有82頁\編輯于星期五2.
順反異構(gòu)和互變異構(gòu)結(jié)構(gòu)的確定順式:λmax=280nm;εmax=10500反式:λmax=295.5nm;εmax=29000共平面產(chǎn)生最大共軛效應,εmax大互變異構(gòu):
酮式:λmax=204nm;無共軛
烯醇式:λmax=243nm現(xiàn)在是58頁\一共有82頁\編輯于星期五3.純度檢查
如果某化合物在紫外區(qū)沒有吸收峰,而其雜質(zhì)有較強吸收,就可方便的檢出該化合物中的痕量雜質(zhì)。
例,鑒定甲醇和乙醇中的雜質(zhì)苯,可利用苯在256nm處的B吸收帶,而甲醇或乙醇在此波長幾乎沒有吸收。 四氯化碳中有無二硫化碳雜質(zhì),只要觀察在318nm處有無二硫化碳的吸收峰即可。
現(xiàn)在是59頁\一共有82頁\編輯于星期五4.光譜解析注意事項(1)確認max,并算出㏒ε,初步估計屬于何種吸收帶;(2)觀察主要吸收帶的范圍,判斷屬于何種共軛體系;(3)助色團的影響(4)溶液pH值的影響加NaOH紅移→酚類化合物,烯醇加HCl藍移→苯胺類化合物現(xiàn)在是60頁\一共有82頁\編輯于星期五第四節(jié)
分子熒光光譜法Molecularfluorescencespectroscopy一、基本原理二、分子熒光光譜儀三、定性定量分析及應用現(xiàn)在是61頁\一共有82頁\編輯于星期五一、基本原理(一)分子熒光光譜法:當物質(zhì)分子吸收了特征頻率的光子,就由原來的基態(tài)能級躍遷至電子激發(fā)態(tài)的各個不同振動能級。激發(fā)態(tài)分子經(jīng)與周圍分子撞擊而消耗了部分能量,迅速下降至第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級,并停留約10-8秒之后,直接以光的形式釋放出多余的能量,下降至電子基態(tài)的各個不同振動能級,此時所發(fā)射的光即是熒光。利用某些物質(zhì)分子受光照射時所發(fā)生的熒光的特性和強度,進行物質(zhì)的定性分析或定量分析的方法。現(xiàn)在是62頁\一共有82頁\編輯于星期五(二)分子熒光的產(chǎn)生過程1.分子的激發(fā)態(tài)——單線激發(fā)態(tài)和三線激發(fā)態(tài)
(1)單線態(tài):分子受輻射激發(fā)時,電子從最低占有軌道躍遷到較高空軌道,受激電子自旋仍保持方向相反,稱單線激發(fā)態(tài)。(2)三線態(tài):受激電子自旋方向反轉(zhuǎn),電子自旋為平行時是三線激發(fā)態(tài)。現(xiàn)在是63頁\一共有82頁\編輯于星期五2.分子的去活化過程及熒光的產(chǎn)生(1)去活化過程:處于激發(fā)態(tài)的分子不穩(wěn)定,在較短的時間內(nèi)可通過不同途徑釋放多余的能量(輻射或非輻射躍遷)回到基態(tài),這個過程稱為“去活化過程”(2)熒光的產(chǎn)生:當激發(fā)態(tài)的分子通過內(nèi)轉(zhuǎn)換—振動馳豫到達第一單線激發(fā)態(tài)的最低振動能級時,電子可通過發(fā)射輻射(光子)躍回到基態(tài)的不同振動能級,此過程稱為“熒光發(fā)射”現(xiàn)在是64頁\一共有82頁\編輯于星期五(三)有機分子熒光必須具有能吸收激發(fā)光的結(jié)構(gòu),通常是共軛雙鍵結(jié)構(gòu);該分子必須具有一定程度的熒光效率1.有機分子產(chǎn)生熒光的必要條件Фf=發(fā)射的熒光量子數(shù)/吸收的激發(fā)光的量子數(shù)現(xiàn)在是65頁\一共有82頁\編輯于星期五2.有機分子熒光與結(jié)構(gòu)的關(guān)系大的共軛鍵結(jié)構(gòu)剛性的平面結(jié)構(gòu)取代基團為給電子取代基最低的激發(fā)單重態(tài)S1為,*型,而不是n,*型強熒光物質(zhì)所具有的結(jié)構(gòu)特征:現(xiàn)在是66頁\一共有82頁\編輯于星期五電子離域程度對熒光的影響例1,2–二苯乙烯順式,不發(fā)光反式,發(fā)熒光現(xiàn)在是67頁\一共有82頁\編輯于星期五剛性平面結(jié)構(gòu)例
熒光素與酚酞F0.92現(xiàn)在是68頁\一共有82頁\編輯于星期五例
芴與聯(lián)苯F1F0.2聯(lián)苯芴現(xiàn)在是69頁\一共有82頁\編輯于星期五取代基的影響給電子取代基增強熒光—NH2,—NHR,—NR2,—OH,—OR等吸電子取代基減弱熒光—NO2,—COOH,—NHCOR,—Cl,—Br等現(xiàn)在是70頁\一共有82頁\編輯于星期五最低單重態(tài)的性質(zhì),*不含有雜原子(N,O,S)的共軛分子均屬于這一類,其特點是自旋允許躍遷,大,104,熒光強n,*含有雜原子(N,O,S)的共軛分子多屬于這一類,含有n電子,其特點是自旋禁阻,小,102,熒光弱。現(xiàn)在是71頁\一共有82頁\編輯于星期五儀器的主要部件:二、分子熒光分光光度計激發(fā)光源——激發(fā)單色器——樣品池——發(fā)射單色器——檢測器——記錄系統(tǒng)光源激發(fā)單色器試樣池發(fā)射單色器檢測器放大和記錄I0IF現(xiàn)在是72頁\一共有82頁\編輯于星期五1.激發(fā)光源:高壓汞燈、氙燈2.單色器:第一單色器(激發(fā)單色器):位于光源與液槽間,濾去非選擇波長的激發(fā)光。第二單色器(發(fā)射單色器):位于液槽與檢測器之間,濾去反色光,散色光和雜質(zhì)產(chǎn)生 的熒光。3.樣品池:石英材質(zhì),四面透光。玻璃吸收323nm以下紫外光4.檢測器:靈敏度要高,由于熒光弱光二極管陣列檢測器現(xiàn)在是73頁\一共有82頁\編輯于星期五1.定性分析由兩個特征光譜(熒光光譜,激發(fā)光譜)定性,可靠性強。但要有標準樣品作對照。2.定量分析方法①標準曲線法:
②直接比較法:三、定性定量分析及應用3.應用①
無機物的熒光分析:8羥基喹啉及其衍生物,黃酮類試劑, 二氨基化合物②
有機物的熒光分析:油脂苯并芘測定,尿中N-甲基尼克酰胺。③
核酸分子熒光探針End現(xiàn)在是74頁\一共有82頁\編輯于星期五習題:3.雙波長紫外可見分光光度計與單波長分光光度計的主要區(qū)別在于
。
A.光源的種類B.檢測器的個數(shù)
C.吸收池的個數(shù)D.使用單色器的個數(shù)2.在下列化合物中,有n*,ss*,*躍遷的化合物是A.一氯甲烷B.丙酮C.丁二烯D.二甲苯
1.物質(zhì)與電磁輻射相互作用后,產(chǎn)生紫外可見吸收光譜,這是由于:A.分子的振動B.分子的轉(zhuǎn)動C.原子核外層的電子躍遷D.原子核內(nèi)層電子的躍遷現(xiàn)在是75頁\一共有82頁\編輯于星期五5.某非水溶性化合物,在200-250nm有吸收,當測定其紫外可見光譜時,應選用的合適溶劑是:4.指出下列哪種不是紫外-可見分光光度計使用的檢測器?
A.熱電偶B.光電倍增管C.光電池D.光電管A.正己烷B.丙酮C.甲酸甲酯D.四氯乙烯6.下列說法正確的是:A.透光率與濃度成直線關(guān)系B.
摩爾吸收系數(shù)隨波長而變C.比色法測定FeSCN2+時用紅色濾光片D.玻璃棱鏡適用于紫外光區(qū)現(xiàn)在是76頁\一共有82頁\編輯于星期五填空:1.紫外可見吸收光譜研究的是分子的___________躍遷,另外它還包括了___________和___________躍遷。2.一般來說,反式異構(gòu)體的紫外可見吸收光譜的lmax比順式異構(gòu)體的lmax___________(填“大”或“小”)。3.用紫外可見分光光度法測定較高含量的組分時,若測得的吸光度值太高,超出適宜的讀數(shù)范圍而引入較大的誤差。此時,可采用_____________法進行測定,以比待測試樣濃度稍_______(填“高”或“低”)的標準液作參比
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