Co je to fotoelektronová spektroskopie?

fotoelektronová spektroskopie je metoda analýzy látek pomocí fotoelektrického efektu. Když foton interaguje s atomem nebo molekulou, může - pokud má dostatek energie - způsobit vyhoštění elektron. Elektron je vypuštěna kinetická energie, která závisí na jeho počátečním energetickém stavu a energii příchozího fotonu. Vlnová délka fotonu určuje svou energii, přičemž kratší vlnové délky mají vyšší energie. Ozařováním látky s fotony známé vlnové délky je možné získat informace o jeho chemickém složení a dalších vlastnostech měřením kinetických energií vypuštěných elektronů.

Když je negativně nabitý elektron vystřelen z atomu, vytvoří se kladný ion a množství energie potřebné k vysunutí elektronu se nazývá ionizační energie nebo vazebnou energii. Elektrony jsou uspořádány na orbitálech kolemAtomové jádro a více energie je zapotřebí k uvolnění těch blízkých jádru než ty na vzdálenějších orbitálech. Ionizační energie elektronu závisí hlavně na náboji na jádru - každý chemický prvek má v jádru jiný počet protonů, a tedy odlišný náboj - a na orbitálu elektronu. Každý prvek má svůj vlastní jedinečný vzorec ionizačních energií a ve fotoelektronové spektroskopii, ionizační energie pro každý detekovaný elektron je jednoduše energií příchozího fotonu mínus kinetická energie vypuštěného elektronu. Protože je známa první hodnota a druhá lze měřit, mohou být prvky přítomné ve vzorku stanoveny z pozorovaných vzorců ionizačních energií.

Relativně energetické fotony jsou potřebné k vysunutí elektronů, což znamená, že je nutné záření směrem k vysoké energii, krátké konec elektromagnetického spektra. To vedlo ke dvěma hlavním methoDS: Ultrafialová fotoelektronová spektroskopie (UPS) a rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS). Ultrafialové záření je schopno pouze vysunout nejvzdálenější valenční elektrony z molekul, ale rentgenové paprsky mohou vysunout jádrové elektrony blízko jádra kvůli jejich vyšší energii.

rentgenová fotoelektronová spektroskopie je prováděna bombardováním vzorku rentgenovým paprskem při jedné frekvenci a měřením energie emitovaných elektronů. Vzorek musí být umístěn do ultra vysoké vakuové komory, aby se zabránilo fotony a emitovaným elektronů absorbované plyny a aby se zajistilo, že na povrchu vzorku nejsou žádné adsorbované plyny. Energie emitovaných elektronů se stanoví měřením rozptylu v elektrickém poli - ty s vyšší energií budou v menší míře odkloněny v poli. Vzhledem k tomu, že ionizační energie jádrových elektronů jsou posunuty na mírně vyšší hodnoty, když je dotčený prvek v oxidovaném stavu, může tato metoda nejen poskytnout informaceRMATION O přítomných prvcích, ale také o jejich oxidačních stavech. Rentgenová fotospektroskopie nelze použít pro kapaliny kvůli požadavku na vakuové podmínky a obvykle se používá pro povrchovou analýzu pevných vzorků.

Ultrafialová fotoelektronová spektroskopie pracuje podobným způsobem, ale používá fotony v ultrafialovém rozsahu spektra. Nejčastěji jsou produkovány plynovou vypouštěcí lampou s použitím jednoho z ušlechtilých plynů, jako je helium, k poskytování fotonů jedné vlnové délky. UPS byla poprvé použita ke stanovení ionizačních energií pro plynné molekuly, ale nyní se často používá ke zkoumání elektronické struktury materiálů.

JINÉ JAZYKY

Pomohl vám tento článek? Děkuji za zpětnou vazbu Děkuji za zpětnou vazbu

Jak můžeme pomoci? Jak můžeme pomoci?