分子熒光分析法

分子熒光的發生過程

分子熒光的發生主要包括三過程：1、分子的激發；2、分子去活化；3、熒光的發生。

分子的激發主要包括單線激發態和三線激發態，大多數分子含有偶數電子，在基態時，這些電子成對地存在於各個原子或分子軌道中，成對自旋，方向相反，電子凈自旋等於零：S=½+(-½)=0，其多重性 M=2 S+1=1 ( M 為磁量子數)，因此，分子是抗（反）磁性的，其能級不受外界磁場影響而分裂，稱“單線態”。當基態分子的一個成對電子吸收光輻射后，被激發躍遷到能量較高的軌道上，通常它的自旋方向不改變，即ÄS=0，則激發態仍是單線態，即“單線(重)激發態”；如果電子在躍遷過程中，還伴隨著自旋方向的改變，這時便具有兩個自旋不配對的電子，電子凈自旋不等於零，而等於1：S=1/2+1/2=1 其多重性：M=2S+1=3，即分子在磁場中受到影響而產生能級分裂，這種受激態稱為“三線(重)激發態，“三線激發態”比“單線激發態”能量稍低。

一個分子的外層電子能級包括S0（基態）和各激發態S1，S2，…..，T1…..，每個電子能級又包括一系列能量非常接近的振動能級。處於激發態的分子不穩定，在較短的時間內可通過不同途徑釋放多餘的能量（輻射或非輻射躍遷）回到激態，這個過程稱為“去活化過程”，這些途徑為：1. 振動弛豫；2. 內轉換；3. 外轉換；4.系間跨躍；5. 熒光發射；6. 磷光發射。

處於激發態的分子，可以通過上述不同途徑回到基態，也就是熒光的發生。哪種途徑的速度快，哪種途徑就優先發生。如果—發射熒光使受激分子去活化過程與其他過程相比較快，則熒光發生幾率高，強度大。如果—發射熒光使受激分子去活化過程與其他過程相比較慢，則熒光很弱或不發生。

激發光譜與熒光光譜

將激發熒光的光源用單色器分光，連續改變激發光波長，固定熒光發射波長，測定不同波長激發光下物質溶液發射的熒光強度( F)，作 F— l光譜圖稱激發光譜。從激發光譜圖上可找到發生熒光強度最強的激發波長 lex，選用 lex可得到強度最大的熒光。選擇 lex作激發光源，用另一單色器將物質發射的熒光分光，記錄每一波長下的 F，作F- l光譜圖稱為熒光光譜。熒光光譜中熒光強度最強的波長為 lem 。 lex 與 lem一般為定量分析中所選用的最靈敏的波長。

熒光與分子結構

只有那些具有p- p共軛雙鍵的分子才能發射較強的熒光；p電子共軛程度越大，熒光強度就越大（ lex與 lem長移）大多數含芳香環、雜環的化合物能發出熒光，且p電子共軛越長， F越大。（苯環上）取代給電子基團，使p共軛程度升高à熒光強度增加：如–CH3，–NH2 ，–OH ，–OR等。(苯環上）取代吸電子基團，時熒光強度減弱甚至熄滅：如：，–COOH ，–CHO，–NO2 ，–N=N–。高原子序數原子，增加體系間跨越的發生，使熒光減弱甚至熄滅。如：Br，I 。另外熒光素呈平面構型，其結構具有剛性，它是強熒光物質；而酚酞分子由於不易保持平面結構，故不是熒光物質。

分子熒光分析法主要用於物質的定量分析及定性分析，如大氣煙塵中的苯並（a）芘的測定。