材料表征與分析技術(shù)復(fù)習(xí)整理-文庫(kù)吧
2025-07-20 17:06 本頁(yè)面
【正文】 二部分、X射線衍射 布拉格方程 2dsinq=nl立方晶系正方晶系斜方晶系結(jié)構(gòu)因子 167。 系統(tǒng)消光有點(diǎn)陣消光與結(jié)構(gòu)消光兩類(lèi)。167。 點(diǎn)陣消光取決于晶胞中原子(陣點(diǎn))位置而導(dǎo)致的|F|2=0的現(xiàn)象。167。 實(shí)際晶體中，位于陣點(diǎn)上的結(jié)構(gòu)基元若非由一個(gè)原子組成，則結(jié)構(gòu)基元內(nèi)各原子散射波間相互干涉也可能產(chǎn)生|F|2=0的現(xiàn)象，此種在點(diǎn)陣消光的基礎(chǔ)上，因結(jié)構(gòu)基元內(nèi)原子位置不同而進(jìn)一步產(chǎn)生的附加消光現(xiàn)象，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)消光。第三部分、 X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、紫外光電子能譜在光電子的發(fā)射過(guò)程中，光電子在穿越固體向真空發(fā)射過(guò)程中，要經(jīng)歷一系列彈性和非彈性碰撞，因而只有表面下一個(gè)很短的距離內(nèi)的光電子才能逃逸出樣品表面，從而發(fā)射出光電子。一般可穿透10nm厚的固體。光電子的非彈性散射平均自由程λ是指光電子兩次發(fā)生非彈性碰撞所經(jīng)歷的平均路程, 當(dāng)固體表面下深度z=3λ時(shí)，光電子強(qiáng)度還剩下不到初始光電子強(qiáng)度的5％，因此實(shí)際采樣深度合理的近似值為3λ，也被定義為電子能譜的信息深度。由于原子所處的化學(xué)環(huán)境不同而引起的內(nèi)層電子結(jié)合能的變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜峰的位移，這一現(xiàn)象稱(chēng)為化學(xué)位移。原子所處化學(xué)環(huán)境不同有兩個(gè)含義：它相結(jié)合的元素種類(lèi)和數(shù)量不同，原子具有不同的價(jià)態(tài)。化學(xué)位移現(xiàn)象起因及規(guī)律內(nèi)層電子一方面受到原子核強(qiáng)烈的庫(kù)侖作用而具有一定的結(jié)合能，另一方面又受到外層電子的屏蔽作用。當(dāng)外層電子密度減少時(shí)，屏蔽作用將減弱，內(nèi)層電子的結(jié)合能增加；反之則結(jié)合能將減少。因此當(dāng)被測(cè)原子的氧化價(jià)態(tài)增加，或與電負(fù)性大的原子結(jié)合時(shí)，都導(dǎo)致其XPS峰將向結(jié)合能的增加方向位移。多重分裂當(dāng)原子的價(jià)殼層有未成對(duì)的自旋電子時(shí)，光致電離所形成的內(nèi)層空位將與之發(fā)生耦合，使體系出現(xiàn)不止一個(gè)終態(tài)，表現(xiàn)在XPS譜圖上即為譜線分裂在XPS譜圖上，通常能夠明顯出現(xiàn)的是自旋軌道偶合能級(jí)分裂譜線。這類(lèi)分裂譜線主要有：p軌道的p3/2 p1/2，d軌道的 d3/2 d5/2和 f 軌道的 f5/2 f7/2，其能量分裂距離依元素不同而不同。但是并不是所有元素都有明顯的自旋軌道偶合分裂譜，而且裂分的能量間距還因化學(xué)狀態(tài)而異。俄歇電子能譜的基本機(jī)理是：入射電子束或X射線使原子內(nèi)層能級(jí)電子電離，外層電子產(chǎn)生無(wú)輻射俄歇躍遷，發(fā)射俄歇電子，用電子能譜儀在真空中對(duì)它們進(jìn)行探測(cè)。為什么說(shuō)俄歇電子能譜分析是一種表面分析方法且空間分辨率高？大多數(shù)元素在50~1000eV能量范圍內(nèi)都有產(chǎn)額較高的俄歇電子，它們的有效激發(fā)體積（空間分辨率）取決于入射電子束的束斑直徑和俄歇電子的發(fā)射深度。能夠保持特征能量（沒(méi)有能量損失）而逸出表面的俄歇電子，發(fā)射深度僅限于表面以下大約2nm以?xún)?nèi)，約相當(dāng)于表面幾個(gè)原子層，且發(fā)射（逸出）深度與俄歇電子的能量以及樣品材料有關(guān)。在這樣淺的表層內(nèi)逸出俄歇電子時(shí)，入射X射線或電子束的側(cè)向擴(kuò)展幾乎尚未開(kāi)始，故其空間分辨率直接由入射電子束的直徑?jīng)Q定。能量為 hv 的入射光子從分子中激發(fā)出一個(gè)電子以后，留下一個(gè)離子，這個(gè)離子可以振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或其它激發(fā)態(tài)存在。如果激發(fā)出的光電子的動(dòng)能為 Ek，則:Ek = hn EB Er Ev Et 其中Ev為振動(dòng)能,Er為轉(zhuǎn)動(dòng)能，Et為平動(dòng)能。，Er 的能量更小，因此 Ev 和 Er 比 EB小得多。但是用目前已有的高分辨紫外光電子譜儀(分辨能力約1025毫電子伏)，容易觀察到振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)。紫外光電子能譜測(cè)量與分子軌道能緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)——電離電位．原子或分子的第一電離電位通常定義為從最高的填滿軌道能級(jí)激發(fā)出一個(gè)電子所需的最小能量．第二電離電位定義為從次高的已填滿的中性分子的軌道能級(jí)激發(fā)電一個(gè)電子所需的能量． 目前在各種電子能譜法中，只有紫外光電子能譜才是研究振動(dòng)結(jié)構(gòu)的有效手段。 紫外光電子能譜主要涉及分子的價(jià)層電子能級(jí)，成鍵軌道上的電子往往屬于整個(gè)分子，它們的譜峰很寬，在實(shí)驗(yàn)上測(cè)量化學(xué)位移很困難。 但是，對(duì)于非鍵或弱鍵軌道中電離出來(lái)的電子，它們的譜峰很窄，其位置常常與元素的化學(xué)環(huán)境有關(guān)，這是由于分子軌道在該元素周?chē)痪植慷ㄓ颉?紫外光電子能譜的特征1. 譜帶的形狀往往反映了分子軌道的鍵合性質(zhì)．2. 譜圖中大致有六種典型的譜帶形狀，如光電子來(lái)自非鍵或弱鍵軌道，分子離子的核間距離與中性分子的幾乎相同，絕熱電離電位和垂直電離電位一致，這時(shí)譜圖上出現(xiàn)一個(gè)尖銳的對(duì)稱(chēng)的峰。在峰的低動(dòng)能端還會(huì)存在一個(gè)或兩個(gè)小峰。它們對(duì)應(yīng)于v＝1，v=2等可能的躍遷，見(jiàn)圖的I。若光電子從成鍵或反鍵軌道發(fā)射出來(lái)，絕熱電離電位和垂直電離電位不一致，垂直電離電位具有最大的躍遷幾率，因此譜帶中相應(yīng)的峰最強(qiáng)，其它的峰較弱，見(jiàn)圖的II和III。從非常強(qiáng)的成鍵或反鍵軌道發(fā)生的電離作用往往呈現(xiàn)缺乏精細(xì)結(jié)構(gòu)的寬譜帶，見(jiàn)圖中IV。缺乏精細(xì)結(jié)構(gòu)的原因是振動(dòng)峰的能量間距過(guò)小；有時(shí)振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)疊加在離子離解造成的連續(xù)譜上，形成圖中的譜帶V。若分子被電離以后生成的離子的振動(dòng)類(lèi)型不止一種，譜帶呈現(xiàn)一種復(fù)雜的組合帶，見(jiàn)譜帶VI。 第四部分 紫外可見(jiàn)光光譜、紅外光譜、拉曼光譜、核磁共振波譜分子吸收光譜躍遷類(lèi)型紫外可見(jiàn)光可分為3個(gè)區(qū)域:遠(yuǎn)紫外區(qū) 10 190nm。紫外區(qū) 190 400nm?？梢?jiàn)區(qū)400 800nm。紫外光譜和紅外光譜統(tǒng)稱(chēng)分子光譜。兩者都是屬于吸收光譜。有機(jī)分子能級(jí)躍遷1. 可能的躍遷類(lèi)型有機(jī)分子包括:成鍵軌道 s、 p ；反鍵軌道 s*、p*；非鍵軌道 n 各軌道能級(jí)高低順序：sp np*s*；可能的躍遷類(lèi)型：ss*； pp*； ns*；np*
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1