荧光光谱 - 荧光光谱3732624-课件（PPT·精·选）.ppt

荧光光谱
荧光光谱






荧光的产生过程 luminescence process of molecular fluorescence phosphorescence
由分子结构理论,主要讨论荧光的产生机理。
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,都存在振动、转动能级;
基态(S0)→激发态(S1、S2、激发态振动能级):吸收特定频率的辐射;量子化;跃迁一次到位;
激发态→基态:多种途径和方式(见能级图);速度最快、激发态寿命最短的途径占优势;
第一、第二、…电子激发单重态 S1 、S2…;
第一、第二、…电子激发三重态 T1 、 T2 …;

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);进入的几率小;
→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)和无辐射跃迁等方式失去能量;
传递途径
辐射跃迁
荧光
延迟荧光
磷光
内转移
外转移
系间跨越
振动弛预
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,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;
荧光和磷光
按分子激发态的类型划分时,由第一激发单重态所产生的辐射跃迁而伴随的发光现象称为荧光.
由最低的电子激发三重态所产生的辐射跃迁,其发光现象称为磷光.
S2
S1
S0
T1
吸
收
发
射
荧
光
发
射
磷
光
系间跨越
内转换
振动弛豫
能
量
l 2
l 1
l 3
外转换
l 2
T2
内转换
振动弛豫
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分子吸收和荧光光谱跃迁示意图
能量
分子吸收和荧光光谱跃迁示意图
分子吸收和荧光光谱跃迁示意图
分子吸收和荧光光谱跃迁示意图
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。
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(1)振动弛豫
,在液相或压力足够高的气相中分子间碰撞的几率很大,激发态分子可能将过剩的振动能量以热的形式传递给周围的分子,而自身从高振动能层失活到该电子能级的最低振动能层上,-12s数量级.