封面：化学的颜色

1. 封面：化学的颜色 化学的颜色：关于荧光反应 珠海市第二中学化学实验室

2. 荧光水母 日本的发光蘑菇 深海中的荧光水母 比之海洋，也许我们对月球更了解。每天我们都会在大海里发现新的物种。图中的这位“小美人”，是栉水母的一种（Bathocyroe fosteri），各处海域都有它们的身影，尤其在大西洋中部海域。不过由于它孱弱的体质，直到1978年才有关于它的描述，是当时一艘水下作业的潜艇收集到的。 日本的和歌山县（Wakayama）有一种会发光的蘑菇，它们在雨季的时候发芽，长大后体内发生化学荧光反应，发出幽幽的绿光。其冠部光芒达2厘米，不过由于这些蘑菇很容易枯萎，所以雨停后它们的发光期只有几天。

3. 荧光鱼 银斧鱼和它的荧光身影 深海中能“吐出”荧光的龙虾 聪明的伪装 生物发光能为某些生物提供有效的伪装。动物背光时的身影使之成为易受攻击的目标。这就是为什么那么多像银斧鱼一样生活在外海区域的掠食者都有着朝上长的眼睛和嘴巴。但银斧鱼本身却是其他体型更大的掠食者的猎物，为安全计，它会利用腹部发出的光来掩护自己，所发出的光和透过海面射下来的光线在色彩和亮度上非常相似。遇上阴天，它还会相应地调暗所发出的光——这种求生策略就是所谓的防卫发光。 迷惑掠食者 像深海区龙虾那样的一些动物，能够利用他们的生物发光去分散掠食者（如蝰鱼）的注意力，甚至能让它们对自己视而不见。龙虾实际上能向攻击者迎面“吐出”光来，然后立马转身游到黑暗处。

4. 光和颜色的关系 赤橙黄绿青蓝紫， 谁持彩练当空舞？ 毛泽东《菩萨蛮·大柏地》，1933年

5. 光的色散 ——复合光分解为单色光的一种物理现象

6. 光的本质 伽玛射线 X光 紫外线 可见光 红外辐射 微波

7. 水合铜离子：浅蓝色 氨合铜离子：深蓝色 [Cu(H2O)6]2+ 从左到右：Co(NO 3)2(红)、强酸性K2Cr2O7(橙)、K2CrO4(黄)、NiCl2(绿)、CuSO4(蓝)、KMnO4(紫) 溶液的颜色

8. 酸碱指示剂：酚酞（phenolphthalein）

9. 化学键的本质

10. 光与物质的相互作用 受到电磁波照射的分子，它们的振动频率与电磁波的频率匹配时，就可以吸收电磁波的能量。 （译自《有机化学基础》，P414, 英文影印版，机械工业出版社，2003） 若物质对各种波长的光的吸收程度几乎相等，即吸收系数与波长无关，则成为普遍吸收。在可见光范围内的普遍吸收意味着光束通过媒质后只改变强度，不改变颜色，如空气、纯水、无色透明的玻璃等。 若物质对某些波长的光的吸收特别强烈，则称为选择吸收。对可见光范围的选择吸收，会使白光变为彩色光。绝大部分物体呈现颜色，都是其表面或体内对可见光进行选择吸收的结果。 (《光学》下册，P213，北京大学出版社，2004)

11. 核外电子排布与能级

12. 波尔模型与氢原子光谱 跃迁到第3层的电子回落到第1层时以发光的形式释放多余的能量，进一步的计算可确定光的波长为656nm，为红色光。

13. 氢原子光谱系

14. 线光谱及特征光谱 氢原子发射光谱 铁原子发射光谱

15. 吸收与发射光谱 同一物质的发射光谱和吸收光谱之间有相当严格的对应关系，也 就是说某种物质自发辐射哪些波长的光，它就强烈地吸收那些波长的光。两种过程同时存在，宏观上谱线的明暗取决于受激辐射与吸收的强弱程度。 (《光谱分析》，邓勃，清华大学出版社，2004)

16. 焰色反应 左:CuCl2在酒精火焰（温度较低）中的焰色为鲜艳的绿色； 右:CuCl2在丁烷火焰（温度很高）中的焰色为明亮的蓝色。

17. 光谱分析 本生（Robert Bunsen, 1811-1899) 基尔霍夫（Gustav Kirchhoff,1824-1887） 德国物理学家，对电路的研究作出 开拓性的贡献。以他名字命名的基尔霍夫定理是分析复杂电路的重要工具。 德国化学家，主要研究砷化物和元素光谱分析，和同事合作发明了本生灯，是位受人尊敬的学者。

18. 孔德（ Auguste Comte，1789-1857 ），法国著名的哲学家，社会学和实证主义（Positivism）的创始人。 还有什么不可知的？ “我们知道如何如确定它们（指各种行星和恒星）的形状，它们的距离，它们的体积和它们的运动情况，但我们却永远都不可能知道它们的化学（组成）。”

19. 天外之物 Na H Ca 1802年W.H. Wolston注意到太阳的可见光谱中有几条暗线。 随后，Fraunhofer不仅证实了Wolston的观察结果，而且还发现了比Wolston所估计的还要多的暗线。Fraunhofer指出，这不是幻觉也不是光的什么效应，而是太阳光谱的一种特征，所以他把这些暗线都标上A、B、C等的符号。现在，我们通常把这一系列暗线成为Fraunhofer谱线。 夫朗禾费（1787-1826）

20. 来自太阳的元素：氦 在1868年的一次日食中，法国天文学家Pierre Janssen首次观察到太阳光谱中有一条未知的黄色谱线。Norman Lockyer和Janssen一样也是在那次日食中观测那条黄线。他第一个指出那条黄线来自一种新的元素并将之命名为氦（helium）。

21. 发光的方式 发光是指物体发出电磁波，通常是可见光。以下情况可以导致发光：（只列举部分） 1、燃烧 2、热发光：比如白炽灯，太阳等发光，发出的光一般为接近黑体谱的灰体谱，而且还会包含有特定的原子谱线。 3、冷发光：指物体在发光过程中不产生大量的热量，温度没有明显的升高，一般保持在常温，大多数生物发光都是冷光，如萤火虫。 4、光致发光：由光照（通常是紫外线或X射线）激发的光称为光致发光，例如荧光，磷光。 5、电致发光 6、阴极射线发光：由阴极射线（高能电子束流）所引起的发光称为阴极射线发光。 7、化学发光：由化学反应所引起的发光称为化学发光（包括生物发光，生物体的冷发光现象是生物发光，例如萤火虫发的光）。 8、辐射（致）发光 9、声致发光 10、摩擦发光 11、同步辐射 12、激光 13、星际物质在引力作用下发光 （文字引用自维基百科“发光”词条）

22. 火的本质

23. 闪电

24. 极光现象（aurora）

25. 等离子球（Plasma globe）

26. Plasma lamp

27. 化学发光过程 化学发光反应流程如下： 化学发光化合物＋其它反应物 （一步或多步化学反应） 步骤一 高能中间体 （独自或和其它反应物） 步骤二 激发反应 激发态产物 步骤三 （荧光或磷光放射） 基态生成物＋hν （摘自《电化学发光》，P10，化学工业出版社，2008）

28. 化学发光(chemiluminescence)

29. 酰肼类化学发光（hydrazides）

30. 发光氨（luminol）

31. 荧光素(fluoresceins)

32. 过氧化草酸酯类(peroxyoxalates) 拆卸化学荧光棒（从左到右）：1、原封未动时；2、打开荧光棒并将过氧化物溶液（一般都是双氧水）倒进量筒，然后取出封装有荧光素混合物的玻璃管；3、将三者同时置于紫外线的照射下，观察变化；4、量筒中混合物的化学荧光；5、把混合物再次装回原先的塑料管中，此时发出的荧光稍有变化（亮光颜色变得黄些）。

33. 荧光饮料 含有奎宁成份的通宁水饮料在白光和紫外线照射下的变化：右边是紫外，有荧光

34. 发光基团（fluorophores） 有机类别： 发光有机化合物一般含有如下这样一些结构单元(C=O,C=N,N=O,N=N,C=S等)，由它们构成的体系在一定的共轭范围和条件下即可发生荧光效应。

35. 1，3－丁二烯 苯酚 呋喃（furan） 什么是共轭体系(conjugated system) 就有机化合物来说，碳链上不饱和的双键或叁键交替出现时，由于离域π电子的作用而引起键长及键能变化的现象叫共轭效应。存在共轭效应的分子体系都可以称之为共轭体系。共轭效应可以降低能量，令体系更趋稳定。

36. 并四苯(tetracene) 属于Acenes（一类多个苯环直线相连的有机物）类稠环芳香烃，有着非常完美的共轭体系，受激发时能发出黄色的荧光，是常用的荧光染料。

37. 荧光素结构式

38. 红荧烯（rubrene）

39. 光泽精（lucigenin）

40. 三联吡啶钌 [ ]

41. 进一步分析 酚酞在碱性溶液中的形态（未电离部分） 荧光素的结构

42. Luminol发光原理

43. 草酸二苯酯(diphenyl oxalate)发光原理

44. 荧光素发光原理 内酯式(Lactone) 二价阴离子(dianion) 阴离子(monoanion) Fluorescence wavelengths and energies for solutions containing fluorescein

45. 荧光素酶 ＋ATP＋O2 Mg2+ 虫荧光素（luciferin） ATP 氧化虫荧光素（oxyluciferin） 萤火虫的发光原理 高效的生物催化反应，量子产率高达95%以上！ ＋AMP＋PPi＋CO2＋ｈν

46. 影响荧光的因素 一、猝灭（quenching）： 荧光强烈减弱或消失的情况称为猝灭；能引发猝灭的因素叫猝灭剂（quencher）。 二、一些影响荧光的因素： 1、温度；2、pH值；3、溶剂的极性； 4、荧光剂的取代基团；5、某些重原子； 6、某些金属离子； 7、荧光共振能量转移（FRET）

47. 1908：德国科学家Schmitz通常被认为是合成luminol的第一人1908：德国科学家Schmitz通常被认为是合成luminol的第一人 1936－38：Tamamushi等人相继观察到血晶素（hemin）可以增强luminol的荧光反应这一现象 1928：Albrecht发现luminol的化学荧光性质 1900 1920 1930 1940 1960 1980 1990 2000 1937：Specht第一个开始研究血晶素在luminol反应中的作用并将luminol应用到血迹检测中 化学荧光的应用 Luminol可以检测血迹

48. 四环素（Tetracycline）

49. 四环素发光原理 内酯式异构体 pH对荧光的影响： 四环素在酸性及中性介质中不产生荧光,在碱性介质中呈强的荧光发射。

50. 四环素金属络合物