吸收光谱及荧光光谱　.ppt

吸收光谱及荧光光谱物质对光选择性吸收 • 颜色与光的关系白光全透过吸收黄光白光全吸收物质颜色与吸收光颜色关系/nm 吸收光颜 色物质颜色400-450紫黄绿450-480蓝黄480-490绿蓝橙490-500蓝绿红500-560绿红紫560-580黄绿紫580-610黄蓝610-650橙绿蓝650-780红蓝绿荧光的产生 物质在吸收紫外光和可见光后发出的波长较 长的紫外荧光或可见荧光分子的重度分子重度M的定义为： M=2S+1式中S为电子的总自旋量子数，M则表示分子中电子的总自旋角动量在Z轴方向的可能值M=1为单重态或单线态；M=3为三重态或三线态单重态(singlet state)如果分子中一对电子为自旋反平行，则S=0， M=1，这种态被称为单重态或单线态，用S表示大多数化合物分子处于 基态时电子自旋总是成对的， 所以是单线态，用S0表示在吸收光子后，被激发到空轨道上的电子，如果仍保持自旋反平行状态，则重度未变 ，按其能量高低可相应表示为S1态S2态……三重态(triplet state)当处于S0态的一对电子吸收光子受激后，产生 了在两个轨道中自旋方向平行的电子，这时S=1， M=3，这种状态称为三重态或三线态。

因为在磁场中，电 子的总自旋角动量在磁 场方向可以有三个不同 值的分量，是三度简并 的状态，用T表示按 能量高低可表示为 T1,T2……激发态荧光产生的原理10电子处于激发态是不稳定状态，容易返回基态，在这个过程中通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量，这个过程就称为失活失活途径辐射跃迁荧光磷光内转换外转换系间窜越振动弛豫无辐射跃迁激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大失活的途径产生荧光的条件： １、物质分子必须有强的紫外吸收 （ -* ）２、物质具有较高的荧光效率（荧光量子 产量）结构分析：荧光基团（不饱和基团）等等• 荧光光谱重要参数量子产率： = 荧光发射量子数/吸收的光子数表示物质发射荧光的能力荧光寿命： 在激发停止后,分子的荧光强度降到激发时最大强度的1/e所需的时间称为荧光寿命，它表示粒子在单线态激发态停留的均时间，通常称为激发态的荧光寿命荧光现象 荧光猝灭：泛指任何可以减低样品荧光强度的过程常见几种荧光猝灭方式： 1、动态猝灭： 2、静态猝灭（发光分子基态和猝灭剂形成不发光的基态络 合物） 3、转入三重态猝灭 4、自吸猝灭（浓度高时，自猝灭）1. 物质分子必须有强的紫外吸收（有～*跃迁）； 2. 物质具有较高的荧光效率（fluorescence efficiency）。

荧光效率也称荧光量子产率，用f 表示 卟啉和苝酰亚胺系列化合物荧光光谱 a: λex=423nmφATPP+BAHPDI=0.9589 φATPP-BAHPDI=0.4486(量子产率) QATPP+BAHPD=4.11% Q ATPP-BAHPDI=55.14%(荧光猝灭率)1. 物质分子必须有强的紫外吸收（有～*跃迁）； 2. 物质具有较高的荧光效率（fluorescence efficiency）荧光效率也称荧光量子产率，用f 表示 卟啉和苝酰亚胺系列化合物荧光光谱 b: λex=491nmφATPP+BAHPDI=0.8912 φATPP-BAHPDI=0.6542(量子产率)QATPP+BAHPD=10.88% Q ATPP-BAHPDI=34.58%(荧光猝灭率)• 时间分辨光谱（瞬态光谱） 荧光猝灭，荧光能量共振转移都可以影响荧光的寿命，因此 用时间分辨谱进行研究荧光寿命的测试方法时间相关单光子记数法(Time-Correlated Single-Photon Counting , TCSPC)频闪技术(Strobe Techniques) 相调制法(Phase Modulation Methods)• TCSPC工作原理图 TCSPC工作原理图 荧光衰减曲线形成示意图compoundemission lifetime, τ/ns (fraction %)BAHPDI(λem=541 nm)ATPP(λem=659 nm)BAHPDI3.23(100%)—ATPP ATPP+BAHPDI ATPP-BAHPDI— 3.20(100%) 0.64(17.65%) 3.11(82.35%)8.01(100%) 8.01(93.11%) 1.52(16.93%) 8.11(83.07%)化合物的荧光衰减曲线拟合数据ATPP-BAHPDI约有17.65%的激发态分子出现了荧光猝灭 ，结合稳态荧光光谱，推测可能是苝酰亚胺基团的能 量向卟啉基团传递所致。

• 瞬态吸收光谱研究瞬态分子的变化过程例如：激发单重态分子、中性自由基、三重态分子、正负离子自由基瞬态吸收光谱技术：一定强度的激发光源入射到所研究的体系中，使体系产生 大量的电子激发态分子及其它瞬态中间体，另一束连续波 段的分析光则垂直于激发光的入射方向通过样品。