【正文】 譜儀示意圖 ? 熒光光度計的工作原理： 由光源發(fā)出的光 ， 經(jīng)第一單色器 （ 激發(fā)光單色器 ） 后 ，得到所需要的激發(fā)光波長 。 IIKI F ??bcII ??? 100KCI F ? 熒光光譜儀（熒光光度計） ? 熒光分析使用的儀器可分為 ： 目視、光電、分光三種類型。 當(dāng)高濃度時 ， 由于自熄滅和自吸收等原因 ， 使熒光強度與分子濃度不呈線性關(guān)系 ， 而發(fā)生直線彎曲現(xiàn)象 。 常數(shù) K′ 取決于熒光效率 。 ④ 自熄滅和自吸收：當(dāng)熒光物質(zhì)濃度較大時 ， 常會發(fā)生自熄滅現(xiàn)象 ， 使熒光強度降低 。 ② 能量轉(zhuǎn)移 :產(chǎn)生于淬滅劑與處于激發(fā)單重態(tài)的熒光分子作用后 ， 發(fā)生能量轉(zhuǎn)移 ， 使淬滅劑得到激發(fā) 。 這些引起熒光強度降低的物質(zhì)稱為淬滅劑 。 amp。 amp。 一般說來 ， 能產(chǎn)生這類熒光的金屬離子具有硬酸型結(jié)構(gòu) ， 如 Be、 Mg、 Al、 ZR、 Th等 。 ① 鰲合物中配對體的發(fā)光 不少有機化合物具有共軛雙鍵 ， 但因不是剛性結(jié)構(gòu) ， 分子處于同一平面 ， 因而不發(fā)生熒光 。 金屬鰲合物的熒光 除過渡元素的順磁性原子會發(fā)生線狀熒光光譜外 ， 大多數(shù)無機鹽金屬離子是不能產(chǎn)生熒光的 。一般，給電子基團如： OH、 NHOCH NR2等增強熒光；而吸電子基團如 NO COOH等減弱熒光。增加分子體系的共軛度，也就是增大熒光物質(zhì)的摩爾吸收系數(shù)，可使熒光增強， ③剛性結(jié)構(gòu)和共平面效應(yīng) 熒光物質(zhì)的剛性和共平面性增加，可使分子與溶劑或其它溶質(zhì)分子的相互作用減小，從而有利于熒光的發(fā)射。 熒光與有機化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系 ①躍遷類型 因躍遷具有較大的摩爾吸收系數(shù)且壽命較短，故此過程常能發(fā)生較強的熒光；另外各種躍遷過程的競爭也有利于熒光的發(fā)射。若用數(shù)學(xué)表達式表達這些關(guān)系，既 式中： Kf為熒光發(fā)射過程的速率常數(shù) ， 主要取決于化學(xué)結(jié)構(gòu) ； 為其它過程的速率常數(shù)的總和 ， 主要取決于化學(xué)環(huán)境，同時也與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。 量子產(chǎn)率 量子產(chǎn)率（ Φ）通常用下式表示： 也叫熒光效率。 200 300 400 500相對強度?? nmA F萘的激發(fā)光譜、熒光和磷光光譜 熒光的影響因素 熒光的影響因素包括： 量子產(chǎn)率、熒光與有機化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系、金屬鰲合物的熒光 、溶劑的影響、熒光的淬滅 。如果固定激發(fā)光波長為其最大激發(fā)波長處，然后測定不同波長時所發(fā)射的熒光或磷光強度，即可得到熒光或磷光光譜曲線（參見 萘的激發(fā)光譜、熒光和磷光發(fā)射光譜曲線圖 ）。繪制激發(fā)光譜時，固定測量波長為熒光（或磷光）最大發(fā)射波長，然后改變激發(fā)光波長，根據(jù)所測得的熒光強度與激發(fā)光波長的關(guān)系，即得到激發(fā)光譜曲線。 Back 激發(fā)光譜、熒光和磷光光譜 熒光和磷光均為光致發(fā)光，因此必須選擇合適的激發(fā)光波長。因此，這種躍遷所發(fā)射的光，在光照停止后，仍可持續(xù)一段時間 ⑥外轉(zhuǎn)移 指激發(fā)分子與溶劑分子或其它溶質(zhì)分子的相互作用及能量轉(zhuǎn)移，使熒光或磷光強度減弱甚至消失。 ⑤磷光發(fā)射 電子由第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級，有可能以系間竄躍方式轉(zhuǎn)到第一激發(fā)三重態(tài)，再經(jīng)過振動馳豫，轉(zhuǎn)至其最低振動能級，由此激發(fā)態(tài)躍回至基態(tài)時，便發(fā)射磷光。有時也可能發(fā)生 T1→S 1，然后由 S1發(fā)生熒光。例如 S1→T 1就是一種系間竄躍。 ④ 系間竄躍 指不同多重態(tài)間的無輻射躍遷。熒光的產(chǎn)生在 106～ 109s內(nèi)完成。 ②內(nèi)轉(zhuǎn)移 當(dāng)兩個電子能級非?？拷灾缕湔駝幽芗売兄丿B時，常發(fā)生電子由高能級以無輻射躍遷方式轉(zhuǎn)移至低能級。 S 2S 0S 1內(nèi)轉(zhuǎn)移外轉(zhuǎn)移系間竄躍吸光 ? ? 吸光 ? ? 熒光 ??磷光振動弛豫 系間竄躍 外轉(zhuǎn)移內(nèi)轉(zhuǎn)移T 1熒光、磷光能級圖 ① 振動馳豫 指在同一電子能級中，電子由高振動能級轉(zhuǎn)至低振動能級，而將多余的能量一熱的形式發(fā)出。 結(jié)合熒光和磷光的產(chǎn)生過程 ， 進一步說明各種能量傳遞方式 （ 熒光發(fā)射 、 磷光發(fā)射 、 振動馳豫 、 內(nèi)部轉(zhuǎn)移 、 系間竄躍 、 外部轉(zhuǎn)移 ） 在其中所起的作用 。激發(fā)能量的傳遞途徑 如圖所示 。輻射躍遷主要涉及到熒光、延遲熒光或磷光的發(fā)射；無輻射躍遷則是指熱的形式輻射其多余的能量，包括振動馳豫（ VR），內(nèi)部轉(zhuǎn)移（ IR），系間竄躍（ IX）及外部轉(zhuǎn)移（ EX）等。 基態(tài)單重態(tài) 激發(fā)單重態(tài) 激發(fā)三重態(tài)單重態(tài)及三重態(tài)激發(fā)示意圖 amp。 單重態(tài) (S)與三重態(tài) (T)的區(qū)別在于：電子自旋方向不同 ， 且后者的能級稍低一些 （ 見示意圖 ） 。 分子磷光 是指處于第一最低單重激發(fā)態(tài)的分子以無輻射馳豫方式進入第一最低三重激發(fā)態(tài) ， 再由三重激發(fā)態(tài)躍遷回至基態(tài)而發(fā)出的光 。 分子熒光 是指分子在輻射能 （ 紫外 、 可見光 、 紅外光等 ） 的照射下 ， 電子躍遷至單重激發(fā)態(tài) ， 并以無輻射馳豫方式回到第一單重激發(fā)態(tài)的最低振動能級 ， 由此再躍回基態(tài)或基態(tài)中的其它振動能級時所發(fā)出的光 。 應(yīng)用示例 原子熒光光譜法分析實例 試 樣 測 量 元 素 含量 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 /% 湖水 Ca Mg Co Cu Fe Mn Ni Zn 純水 Ca Mg Ag Ni Mn 粗柴油 Ni 肥料 Cu Fe Zn Mn Ca Mg 面粉 Hg 血清 Cu Zn 5 尿 Pb 5181。 單色器 檢測器火焰加光器非色散型原子熒光儀示意圖 定量分析方法及應(yīng)用 分析方法 F∝C ， 采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進行定量分析 。 A* + B A + B + △ H 儀器 ? 原子熒光光度計 分類 ：非色散型和色散型兩類 （結(jié)構(gòu)示意圖如下） 原子熒光光度計與原子吸收光度計的相同點： 組件上如原子化器（火焰和石墨爐），都是用切光 器及交流放大器來消除原子化器中直流發(fā)射訊號的干擾； 檢測器也均為光電倍增管等。 實驗表明：不同氣體引起的熒光猝滅效應(yīng)不同，惰性氣體氬、氦的猝滅截面比 N O CO2等氣體小的多。 熒光猝滅 在原子熒光發(fā)射過程中，一部分能量變成熱運動或其它形式的能量而損失。 對于熒光的發(fā)射來說 ， 其量子效率 Ф 表示熒光光子數(shù)與吸收激發(fā)光的光子數(shù)之比 。 在實際工作中 ， 原子熒光強度與待測原子濃度成正比 。測量那些低能 級不是基態(tài)的非共振熒光線，還可以克服自吸的影響。如下所示： (6)非共振熒光 特別是直躍線熒光在分析上很有用處。 (4)階躍激發(fā)熒光 被光照射激發(fā)后的原子，通過熱激發(fā)至更高的能級，然后躍至低能級，并發(fā)射出熒光，這種熒光稱階躍激發(fā)熒光。 (3)階躍線熒光 受光照射激發(fā)后的原子，在發(fā)射熒光前，由于碰撞而損失部分能量后，再躍至基態(tài)，并發(fā)射出熒光。 (2)直躍線熒光 直躍線熒光是非共振熒光，特點是吸收和發(fā)射過程中的高能級相同。但在分析應(yīng)用中的主要有 共振熒光 ，直躍線熒光 、 階躍線熒光 、 階躍激發(fā)熒光 及 敏化熒光 等（ 如下圖所示 ）： E 0E 0E 0E 0E 0E 1E 1E 1E 2E 2 E 2AAAAF FFF(a ) 共振(b) 直躍(c ) 階躍(d) 帶有熱能轉(zhuǎn)換的直躍(1)共振熒光 是氣態(tài)基態(tài)原子吸收共振線后發(fā)射出與吸收共振線相同波長的光。在非共振熒光中，熒光線波長大于激發(fā)光波長的稱為斯托克斯熒光，小于激發(fā)光波長的稱為反斯托克斯托克斯熒光。 熒光線的波長與激發(fā)光的波長相同時稱為共振熒光。各種元素都有特定的原子熒光光譜，故可用于定性分析；而根據(jù)原子熒光的強度，進行定量分析，但目前這種方法主要用于痕量元素的定量分析。 原理 當(dāng)氣態(tài)基態(tài)原子被具有特征波長的共振線光束照射后，此原子的外層電子吸收輻射能，從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，大約在 108S內(nèi)又躍回基態(tài)或低能態(tài)，同時發(fā)射出與照射光相同或不同波長的光。 Back 第三章 原子熒光光譜法 概述 原子熒光光譜從機理來看應(yīng)屬于 發(fā)射光譜 分析，但所用儀器及操作技術(shù)與原子吸收光譜法相近。 原子吸收光譜法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 ? 金屬污染物的測定：可測定的元素有 6070種，目前測定水和廢水中的主要金屬元素有： Ag, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Zn, Be, Hg, K, Na, Ca, Mg 等。 檢出極限不僅與儀器的靈敏度有關(guān) ， 而且與儀器的穩(wěn)定性有關(guān) 。 在石墨爐原子吸收光譜分析中 ， 把能產(chǎn)生二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差讀數(shù)時 ， 待測元素的質(zhì)量稱絕對檢出極限 。 ACS 0 0 ? ug/(mL?1%) （ 2） 檢出極限 （ DL） 在火焰原子吸收分析中 ， 把能產(chǎn)生二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差時 ， 某元素在水溶液中的濃度 ， 定為相對檢出極限 ， 用 μ g/mL或ppm表示 。 靈敏度通?？梢钥醋魇窃囈簼舛葴y定的下限 。g/1%或 1012g/1%（ 1248。 A— 該溶液的吸光度。用 μ g/%或 106/1%表示 。 按下式進行計算： 式中： C—— 試樣中被測元素濃度； S—— 試樣中加入標(biāo)準(zhǔn)的濃度； Ai—— 試樣吸光度； A—— 試樣加標(biāo)后的吸光度 推導(dǎo)得： 使用標(biāo)準(zhǔn)加入法應(yīng)注意： ① 只適用于濃度與吸光度成直線關(guān)系的范圍； ② 加入第一份標(biāo)液濃度，應(yīng)與試樣的濃度接近； ③ 該法只能消除基體干擾，不能消除背景吸收等的影響。 CC x 2 4 6 取兩份同體積的試液 ， 于其中一份加入已知量的待測元素 ， 其量最好與試樣含量相近 。在相同的實驗條件下依次測得各溶液的吸光度為 AX、 A A2 、 A3。 Back （ 2）標(biāo)準(zhǔn)加入法 包括復(fù)加入法和 單加入法 取若干（不少于 4份）體積相同的試樣溶液，從第二份開始依次遞增地加入不同等分量的待測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液（如分別加入 10μ g、 20μ g、 30μ g）。顯然，對于低含量組分的測定，應(yīng)盡可能選擇最靈敏的譜線作分析線。 測定條件的選擇 （ 1）分析線的選擇 選用元素的共振線作為分析線，共振線往往也是元素最靈敏的譜線，可使測定具有較好的靈敏度。必須進行對數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由指示儀表表示。 (5)放大及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) ? 放大器：一般采用同步檢波放大器和相敏放大器來放大訊號 。 通過改變所加的電壓