第6章分子发光分析法共65页文档
《分子光谱分析》课件
对未来学习的建议与展望
深入学习光谱分析理论
掌握先进的光谱分析技术
建议学习者进一步深入学习光谱分析的理 论基础，理解各种光谱分析方法的物理机 制和术和 新方法，了解并掌握最新的光谱分析技术 。
加强实验技能训练
拓展光谱分析应用领域
建议学习者多进行实验操作，提高实验技 能和数据分析能力，培养解决实际问题的 能力。
03
学习如何利用分子光谱分析技术 解决实际问题，培养实验设计和 数据分析的能力。
04
了解分子光谱分析在科研和工业 生产中的应用，培养解决实际问 题的能力。
02
分子光谱分析的基本原理
光的吸收和发射
光的吸收
当光子与分子相互作用时，如果光子的能量与分子某能级差相等，则该能级上 的电子可发生跃迁，从低能级跃迁到高能级，分子吸收光子并吸收能量。
原子光谱
由原子能级间的跃迁产生，包括线状光谱和连续光谱。
分子光谱
由分子振动和转动能级间的跃迁产生，包括带状光谱和漫散光谱。
03
分子光谱分析的实验技术
实验设备与仪器
红外光谱仪
用于测量分子振动和旋转的频率，从而推 断分子的结构和性质。
紫外可见光谱仪
用于测量分子电子跃迁的频率，从而推断 分子的电子结构和性质。
04
分子光谱分析的应用
在化学研究中的应用
化学反应机理研究
通过分子光谱分析，可以 研究化学反应过程中分子 结构和振动、转动变化， 从而揭示化学反应机理。
化学合成过程监控
在化学合成过程中，利用 分子光谱分析可以实时监 测反应进程，指导反应条 件优化和产物纯度控制。
化合物结构鉴定
分子光谱分析能够提供化 合物的特征光谱，通过比 对标准谱库可以确定化合
分子发光光谱法
内转换
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 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 系间跨越：不同多重态,有重叠的转动能级间的非 辐射跃迁。 改变电子自旋，禁阻跃迁，通过自旋—轨道 耦合进行。
荧光强度对温度变化敏感。
一般地，随温度降低，溶液中荧光物质的量子效率和荧光强
度将增大，并伴随光谱的蓝移。温度增加，碰撞频率增加， 使外转换的去激发几率增加。
(3) pH的影响
对酸碱化合物，溶液pH的影响较大，需要严格控制； 如苯胺：在pH 5-12溶液中，以分子形式存在，有荧光。
pH< 5时以苯胺阳离子形式存在，无荧光
ex em
（3）可变波长同步扫描荧光法：使两单色器在扫描过程中以 不同的速率同时进行扫描，即波长可变。
同步扫描荧光法的特点：
优点：
（1）使光谱简化； （2）使谱带窄化；
（3）减小光谱的重叠现象；
（4）减小散射光的影响。
例如：采用同步扫描技 术检测如图萘、蒽、菲 、芘混合物，可简化光 谱，减少光谱重叠，提 高分辨率。 缺点： 因为同步扫描荧光损失了 其它光谱带所含的信息， 对光谱学的研究不利。
比较法：
在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度，直接
比较。
三、荧光分析法的应用
可采用直接测定法或间接测定（荧光猝灭）法
1、无机化合物的分析
与有机试剂配合物后测量；可测量约60多种元素。 铍、铝、硼、镓、硒、镁、稀土常采用荧光分析法； 氟、硫、铁、银、钴、镍采用荧光熄灭法测定； 铜、铍、铁、钴、锇及过氧化氢采用催化荧光法测定； 铬、铌、铀、碲采用低温荧光法测定； 铈、铕、锑、钒、铀采用固体荧光法测定
分子发光分析法
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
第六章-分立发光中心
结论
px和py态电子能量一样，增大多一些 pz态电子能量增大小一些
p1电子的能量不再是简并化的 分裂为两组——能级劈裂
晶体场可导致简并能级劈裂
d1电子组态的晶场劈裂
2A2 4T1 2A1 4T1
4T2 2T1
2T1 2E
4A1
d3电子组态的晶场劈裂
过渡金属离子光学跃迁的光谱位置受晶体场的强度影响显著
4.2K
35K
110K 在三种不同温度下(Sr,Eu)B4O7的发射光谱
(Sr,Eu)B4O7Eu2+的位形坐标图
(Sr,Eu)B4O7Eu2+的发射能级寿命 出现4f→5d跃迁发射后，能级的寿命迅速降低
f→d和CTS的规律
• 电荷迁移带随氧化数增加向低能方向移动， f→d跃迁向高能方向 移动
• 光吸收的跃迁主要从最低振动能级 开始
• 跃迁在Q=0具有最大值，因为此时 激发态的振动能级具有最大的振幅， 该跃迁对应吸收带的最大值。
• 跃迁也有可能从比Q=0大或小的Q 值开始，但粒子数目逐渐减少，故 吸收的强度逐渐减弱。
• 跃迁在激发态的边缘结束 • Q0越大，吸收带越宽。 • 同理，可解释发射带
晶场的强度因振动不同而异 如果激发态能级和基态能级平行，得到窄带谱 反之，就得到宽带谱。
MnF2的吸收光谱
4）d0组态
VO43-、NbO67-、WO42-、WO66-
宽带、强吸收、发射 斯托克斯位移大 激发态认为是电荷迁移态（电子从氧配体迁移到中心金属离子） 通常在紫外光区， 两种情况下电荷迁移带会产生红移 配体的元素电负性减小，吸收能量降低 中心阳离子价态升高时，吸收能量降低 Cr6+，Mn7+在氧化物（铬酸盐、高锰酸盐）中的颜色非常鲜艳 发光材料中，V5+（3d0）Nb5+(4d0）和W6+（5d0）常用 YVO4、YNbO4、CaWO4
(完整word版)分子发光分析(习题及答案)
(完整word版)分子发光分析(习题及答案)
分子发光分析
一、选择题
1. Stokes位移是指分子的荧光发射波长总是比其相应的吸收(或激发)光谱的波长( 1 )
(1) 长(2) 短(3) 相等(4) 无法比较
2. 发射光谱的形状与激发波长（4 ）
(1) 有关(2) 无关(3) 不确定(4) 前三者都有可能
3.电子由第一激发单重态的最低振动能级返回到基态的过程是发射( 1 )
(1) 荧光(2) 磷光(3) 化学发光(4) 拉曼光
4. 电子由第一激发三重态的最低振动能级返回到基态的过程是发射( 2 )
(1) 荧光(2) 磷光(3) 化学发光(4) 拉曼光
5. 荧光是一种( 3 )现象
(1) 热致发光(2) 场致发光(3) 光致发光(4) 生物发光
6. 下列哪种分子结构不利于产生荧光？( 3 )
(1) 具有ππ*跃迁(2) 具有刚性平面结构
(3) 具有吸电子基团(4) 具有长的共轭结构
二、填空题
1. 荧光物质分子都有两个特征光谱，即____激发光谱_________和______发射光谱_______。
2. 荧光发射光谱与它的激发光谱成____镜像_________关系。
三、简答题
1. 激发态分子常见的非辐射的去活化过程有哪几种？试分别加以说明。
2. 如何区别荧光和磷光？。
第六章分子发光分析法
化合物 苯 萘
蒽
f 0.11 0.29
0.46
丁省
0.60
戊省
0.52
• 3）刚性结构：
• 多数具有刚性平面结构的有机分子具有强烈的荧光。
• 原因：这种结构可以减少分子的振动，使分子与溶剂或其 它溶质分子的相互作用减少，也就减少了碰撞去活的可能 性。
内转换
振动弛豫
内转换
S2
系间窜跃
S1
能 量
吸 收
发
射
荧
外转换
光
T1
T2
发 射 磷 光 振动弛豫
S0 l1
l2
l 2
l3
分子内的光物理过程
1.2 激发光谱与荧光(磷光)光谱
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 （图中曲线I ） 。
光致发光 化学发光 生物发光
荧光 磷光
按光子能量分类： 荧光
斯托克斯荧光(Stokes)：λex<λem 反斯托克斯荧光(Antistokes)：λex>λem 共振荧光(Resonance)：λex=λem
第一节 分子发光的基本原理
• 一、 分子荧光及磷光光谱的产生 • 1.1荧光及磷光的产生
电
蒽的激发光谱和荧光光谱
二、荧光与分子结构的关系
• 1 荧光量子产率
• 分子产生荧光必须具备的条件：
• i） 分子具有与辐射频率相应的荧光结构（内因）；
• ii）吸收特征频率的光后，具一定光量子产率的荧光。
• 即荧光量子产率（荧光效率或量子效率） 足够大.
第六章荧光法
CH3
CH3
CH3 CH3
维生素E： 激发波长295nm 发射波长324nm
硫色素荧光法
K 3 Fe(CN ) 6 NaOH 维生素B1
溶解后 （铁氰化钾）氧化
酸 正丁醇 荧光消失 硫色素 蓝色荧光 碱
激发λ=365nm； 发射λ=435nm
N H3C N
4.猝灭剂（quencher）的影响 荧光猝灭：是指荧光物质分子与溶剂或其它 溶质分子相互作用，引起荧光强度降低、消 失或荧光强度与浓度不呈现线性关系的现象。
引起荧光猝灭的物质，称为猝灭剂，如 卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合 物、重氮化合物、羰基化合物等吸电子极性 物质。
荧光猝灭的主要原因是碰撞猝灭。 碰撞猝灭：处于激发单重态的荧光分子 与猝灭剂碰撞后，使激发态分子以无辐 射跃迁回到基态，产生猝灭。
CH 2 NH 2 HCl
N S
CH 3 C 2 H 4 OH
硫胺素
N H3C N N
N S
CH 3 C 2H 4OH
硫色素
四、环境对荧光的影响
1.温度的影响 一般说来，大多数荧光物质的溶液随 着温度的降低，荧光效率和荧光强度将增 加，相反，温度升高荧光效率将下降。 如荧光素的乙醇溶液在0℃以下每降低10 ℃，荧光效率增加3%，冷至-80℃时，荧光 效率为100%。
荧光
延迟荧光
磷光
系间串越 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：10-7～10 -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。
辐射跃迁: 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 动能级回到基态所发出的辐射。寿命为10-9 ~ 10 -7s。 由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大，速度快。 磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到基态 所发出的辐射。由于磷光的产生伴随自旋多重态的 改变，辐射速度远小于荧光，磷光寿命为10-4 ~10s。
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点.第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么？2．速率理论的要点是什么?3．利用保留值定性的依据是什么？4．利用相对保留值定性有什么优点?5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题？6．什么叫死时间？用什么样的样品测定？．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率？为什么？8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高,试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离,该人推断正确吗?简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种？当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法?11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12．气相色谱仪的气路结构分为几种？双柱双气路有何作用？13．为什么载气需要净化?如何净化？14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常用气固色谱分离永久性气体？18．对气相色谱的载体有哪些要求？19．试比较红色载体和白色载体的特点.20．对气相色谱的固定液有哪些要求？21．固定液按极性大小如何分类？22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么？25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点？27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置？28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；（2）由于汽化室温度低,样品不能瞬间汽化；（3）增加柱温；(4）增大载气流速；（5）增加柱长；(6)固定相颗粒变粗.29．二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的沸点分别为40℃，62℃，77℃，试推测它们的混合物在阿皮松L柱上和在邻苯二甲酸二壬酯柱上的出峰顺序.30．流动相为什么要预先脱气?常用的脱气方法有哪些?31．高压输液泵应具备什么性能?32．在HPLC中，对流动相的要求是什么?33．何谓梯度洗脱?适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同?33．什么是化学键合固定相?化学键合相的特点有哪些?34．反相键合相色谱法具有哪些优点?35．为何高效液相色谱法一般采用全多孔微粒型固定相?36．指出下列物质在正相色谱和在反相色谱中的洗脱顺序：37．在硅胶柱上，用甲苯为流动相时,某物质的保留时间为28 min，若改用CCl4或CHCl3。
分子发光分析法
第7章分子发光分析法【7-1】解释下列名词。
（1）单重态；（2）三重态；（3）荧光；（4）磷光；（5）化学发光；（6）量子产率；（7）荧光猝灭；（8）振动弛豫；（9）系间跨越；（10）内转换；（11）重原子效应。
答：（1）单重态：在给定轨道中的两个电子，必定以相反方向自旋，自旋量子数分别为1/2和-1/2，其总自旋量子数s=0。
电子能级的多重性用M=2s+1=1，即自旋方向相反的电子能级多重性为1。
此时分子所处的电子能态称为单重态或单线态，用S表示。
（2）三重态：当两个电子自旋方向相同时，自旋量子数都为1/2，其总自旋量子数s=1。
电子能级的多重性用M=2s+1=3，即自旋方向相同的电子能级多重性为3，此时分子所处的电子能态称为三重态或三线态，用T表示。
（3）荧光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过振动弛豫及内转换，回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。
（4）磷光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光（5）化学发光：化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。
表示。
（6）量子产率：激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用f（7）荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子之间发生猝灭，荧光猝灭分为静态猝灭和动态猝灭。
（8）振动弛豫：处于激发态最高振动能级的外层电子回到同一电子激发态的最低振动能级以非辐射的形式将能量释放的过程。
（9）系间跨越：处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。
即分子由激发单重态以无辐射形式跨越到激发三重态的过程。
（10）内转换：相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。
（11）重原子效应：使用含有重原子的溶剂（如碘乙烷、溴乙烷）或在磷光物质中引入重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光强度，这种效应称为重原子效应。
分析化学-分子发光分析法
3. 流式细胞术（FCM） 对悬液中的单细胞或其他生物粒子,通过检测
标记的荧光信号，实现高速、逐一的细胞定量 分析和分选的技术。
§4 化学发光分析法
Chemiluminescence Analysis
基本原理 化学发光反应类型 化学发光测量仪器 化学发光分析法的应用
一、基本原理
化学发光是由于化学反应而导致的光发射。 发生于生命体系的化学发光称为生物发光。 生物发光均有酶（荧光素酶）参加。
最大化学发光强度与发光物质浓度成正 比： Icl max = Kc
化学发光的积分值与发光物质浓度成正 比： Icl = Kc
二、化学发光反应的类型
直接化学发光
A 十 B C＊ ， C＊ C 十 hν
间接（敏化）化学发光 A 十 B C＊ + D ， C＊+ F C 十 F＊
F＊ F 十 hν
三、New technique of fluorescence analysis
1. 激光荧光分析 F 与 I0 成正比，激光的强度大，可提高
荧光法的灵敏度。
2.时间分辨荧光分析
由于不同分子的荧光寿命不同，在激发 和检测之间延缓一段时间，使不同荧光寿命 的物质达到分别检测的目的。
时间分辨荧光免疫法 将稀土元素的螯合物标记抗体，与体液中 的抗原结合。当加入一种增效剂时，稀土 元素被释放出来，形成新的螯合物，能产生 长寿命的 荧光（10 ~1000 μs)。待样品中 蛋白质等物质所发荧光完全衰减后进行测定， 可有效消除背景干扰。 已用于测定甲胎蛋白、促性腺绒毛激素、 皮质醇等体内微量物质的测定。
2.化学发光免疫分析仪
化学发光免疫分析是将化学发光分析和 免疫分析相结合而建立的一种超微量分析 技术。兼具发光分析的高灵敏性和抗原抗 体反应的高特异性的特点。
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3.激发态→基态的能量传递途径
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)和非辐射跃迁等方式失去能量。
传递途径
辐射跃迁
非辐射跃迁
荧光
磷光
系间窜越 内转移 外转移 振动弛豫
激发态→基态：多种途径和方式(见下页能级图)，速度最 快、激发态寿命最短的途径占优势。
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内转换
能级图l 2 ,l 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l
‘ 2
）。
S2
能 量
S0
l1
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内转换
S1
发
吸
射
收
荧
光
l2
l 2
振动弛豫
内转换
系间窜越 外转换
l3
T1 T2
发 射 振动弛豫 磷 光
（3）镜像规则 通常荧光发射光谱与激发光谱成镜像对称关系。
一、荧光与磷光的产生过程
由分子结构理论，主要讨论荧光及磷光的产生机理。
1. 分子能级与跃迁
分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在一系列的振动、转动能级； 用S0表示基态；
第一、第二、…电子激发单重态 S1 、S2… 表示； 第一、第二、…电子激发三重态 T1 、 T2 … 表示；
V=0,1,2,3表示振动能级。
所激发而发光. （2）按分子的激发态类型分类:
荧光和磷光
2.分子发光分析法的特点
（1）灵敏度高
比吸收光度法高2～4个数量级,检测下限：～0.1g/cm3 （2）选择性强
既可依据特征发射光谱，又可根据特征吸收光谱； （3）试样量少 缺点：应用范围小。
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第一节 分子荧光与磷光
Molecular fluorescence phosphorescence
2020/3/31
2020/3/31
2.电子激发态的多重度
电子激发态的多重度：M=2S+1
S为电子自旋量子数的代数和(0或1)；
平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则)，三重态能级比相应 单重态能级低；
大多数有机分子的基态处于单重态； S0→T1 禁阻跃迁，
通过其他途径进入 (见能级图)；。
2020/3/31
分子发光包括荧光，磷光，化学发光，生物发光。 室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，
处于基态的分子吸收能量（光能、化学能、电能或热 能）后被激发为激发态，激发态不稳定，将很快衰变 到基态，若返回到基态时伴随着光子的辐射，这种现 象称为“发光”。
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概论
室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，处于基 态的分子吸收能量（光能、化学能、电能或热能）后被激发 为激发态，激发态不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基 态时伴随着光子的辐射，这种现象称为“发光”。
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： 10-4～10 s 。 光照停止后，可持续一段时间
S2
能 量
S0
l1
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内转换
S1
发
吸
射
收
荧
光
l2
l 2
振动弛豫
内转换
系间窜越
外转换
T1 T2
磷 光 振动弛豫
改变电子的自旋状态。如S1—T1
S2
能 量
S0
l1
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内转换
S1
发
吸
射
收
荧
光
l2
l 2
振动弛豫
内转换
系间窜越 外转换
l3
T1 T2
发 射 振动弛豫 磷 光
内转换：相同多重度电子能级间的无辐射跃迁过程。
如S2—S1，T2—T1。在10-13～10-11s内完成。 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
分子发光：分子吸收外来能量时，分子的外层电子可能被 激发而跃迁到更高的电子能级，这种处于激发态的分子是不 稳定的，它将经多种衰变途径而跃迁回基态。
包括辐射跃迁和非辐射跃迁，在辐射跃迁中伴随发光现 象，称为分子发光。
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1. 分子发光的类型
（1）按激发的模式分类: 光致发光—分子通过吸收光能而被激发发光. 化学发光(生物发光)—由化学反应的化学能或由生物体释放出来的能量
l3
二、激发光谱与发射光谱
Excitation spectrum and fluore-scence spectrum
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 （图中曲线I ） 。
振动弛豫 内转换
S2
系间窜越
S1
能 量
吸 收
发
射
外转换
荧
光
T1 T2
发
射
磷 光
振动弛豫
S0
l3
l1
l2
l 2
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3.1 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。 系间窜越：不同多重态，有重叠的转动能级间的非辐射跃迁。
激发光谱曲线的最高处，处于激 发态的分子最多，荧光强度最大。
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2.荧光发射光谱(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( 图中曲线II或III)。
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3.激发光谱与发射光谱的关系
（1）Stokes位移
由图可见，发射荧光的能量比分子吸收的能量小，荧光的发射波长比
吸收波长要长；
l
‘ 2
>
l
2
>
l
1
。
S2
能 量
S0
l1
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内转换
S1
发
吸
射
收
荧
光
l2
l 2
振动弛豫
内转换
系间窜越
外转换
l3
T1 T2
发 射 振动弛豫 磷 光
（2）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）。
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。
荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200 260 320
380 4
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（2）发射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
移能量的非辐射跃迁；外转换使荧光或磷光减弱或“猝灭”
。
内转换
S2
S1
能 量
吸 收
S0
l1
发 射 荧 光
l2
l 2
振动弛豫
内转换
系间窜越 外转换
l3
T1 T2
发
射 振动弛豫 磷 光
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3.2 辐射能量传递过程
（1）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 l ‘2的荧光； 10-7～10 -9 s 。