第八章光电子能谱.ppt
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1、第八章 光电子能谱,主要包括紫外光电子能谱(ultraviolet photoelectronic spectroscopy, UPS)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectronic spectroscopy, XPS)直接测量原子,分子或固体的电子电离能, 从而了解其电子结构和化学键性质.光电效应: 使用一定强度的光辐照金属, 可使电子从金属表面发射出来.这是1887年Hertz发现的. 1905年, Einstein提出了光电学说, 解释了其量子本性;1950年代以后, 通过测量光电子的动能, 从而获得原子,分子或固体的电子结构.,8.1 基本原理,光电效应及其有关特点光电
2、子: 用短波长的光辐照分子, 光子有时会被分子吸收而导致电子从分子中发射出来. 这种发射出来的电子就是光电子. 分子因失去电子而成为阳离子.光电效应可以只吸收一个光子而发射出一个自由电子.紫外和X射线光电子能谱就是研究这种单电子过程.有时会涉及两个电子的变化, Auger能谱和X射线荧光光谱就是研究这类过程.用分子轨道模型可简便的解释光电效应.,紫外: 1641eVX射线: 10001500 eV,2.光电子能谱的基本原理光电子能谱研究的对象是光子作用于分子时发生的单电子过程,其中 e- 为发射出的光电子.按能量守恒关系, 有,通过测定光电子的动能和它们的数目, 可得到光电子按其动能或电离能的
3、分布强度, 即光电子能谱图.,3. 电离过程和Koopmans定理,选择定则: 所有电子的电离都是允许的.,Koopmans定理: 对闭壳层分子, 电子从某一轨道的电离能就近似等于其SCF轨道能的负值.,Ar基态: 1S0,Ar+基态: L=1, S=1/2 2P1/2 , 2P3/2 (自旋-轨道耦合)分裂值: 0.178eV,(半充满前,J大,能量低;半充满后,J大,能量高),=-1/2,1/2,=-3/2,-1/2,1/2,3/2,8.2 分子的紫外光电子能谱,从光电子能谱中获得的最简单和最重要的信息是分子中电子的电离能.1. H2的紫外光电子能谱,谱图的显著特征是是出现了振动谱带,与电
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