Фотоэлектронная спектроскопия ультрафиолетовая

В ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФЭС) [36, 37] энергия фотонного возбуждения недостаточно велика для выбивания электронов внутренних оболочек, поэтому могут изучаться только валентные электроны. Преимущества использования этого метода для изучения валентных элект- [c.152]

Электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия в вакуумной ультрафиолетовой области Оже-спектроскопия при возбуждении фото- [c.110]

Открытие фотоэлектронной спектроскопии в теоретическом плане было подготовлено давно. Герц в 1887 г. наблюдал проскок искр между двумя электродами при облучении их ультрафиолетовым светом, что не имело места в отсутствие излучения. Эти и другие фотоэлектрические явления [16, с. 311] были объяснены в 1905 г. Эйнштейном, который предложил свое известное уравнение [c.261]

Подобное же уравнение (с поправкой на характеристику прибора) служит для расчета ионизационных потенциалов молекул, определяемых с помощью фотоэлектронной спектроскопии. Ультрафиолетовое излучение вызывает испускание электронов, принадлежащих валентным оболочкам молекул, и может быть использовано при определении их ионизационных потенциалов. Обычно применяется излучение, достаточное для отрыва электронов с энергией связи не более 21,21 эВ. [c.261]

Согласно большинству физических и химических методов, четыре связи в молекуле метана эквивалентны (например, ни ЯМР-, ни ИК-спектр метана не содержит пиков, которые можно было бы отнести к разного вида связям С—Н), однако имеется такой физический метод, который позволяет дифференцировать восемь валентных электронов в молекуле метана. Это метод фотоэлектронной спектроскопии [10]. Суть его состоит в том, что молекулу или свободный атом облучают в вакууме ультрафиолетовым светом, вызывая выброс электрона, энергию которого измеряют. Разность между этой энергией и энергией использованного излучения есть потенциал ионизации вырванного из молекулы электрона. Молекула, содержащая несколько электронов различной энергии, может терять любой электрон, энергия которого ниже, чем энергия использованного излучения (каждая молекула теряет только один электрон, потеря двух электронов одной молекулой практически никогда не имеет места). Фотоэлектронный спектр состоит из серий полос, каждая из которых соответствует орбитали определенной энергии. Таким образом, спектр дает прямую экспериментальную картину всех орбиталей в зависимости от их энергии, при условии что энергия используемого излучения достаточно высока [11]. Широкие полосы в спектре обычно соответствуют сильно связанным электронам, а узкие полосы — слабо связанным или несвязанным электронам. Типичным примером является спектр молекулярного азота, показанный на рис. 1.8 [12]. Электронная структура молекулы N2 показана на рис. 1.9. Две -орбитали атомов азота комбинируются, давая две орбитали — связываю- [c.24]

При фиксированной частоте v испущенные электроны имеют различные кинетические энергии. Откладывая число электронов, испущенных за данный промежуток времени, в зависимости от Т (или более непосредственно от I — hv—Тk) получим спектр испущенных электронов. При использовании гелия и других подобных источников электромагнитного излучения этот метод носит название ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС), в случае рентгеновских источников его называют рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (РФС) или ЭСХА электронная спектроскопия для химического анализа. [c.81]

Спектроскопия ультрафиолетовых фотоэлектронов дифракция медленных электронов спектроскопия Оже-электро-нов спектроскопия ионной нейтрализации спектроскопия начального потенциала ионного источника [c.151]

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФ-ФЭС) [c.258]

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия [c.157]

При облучении твердого тела ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами электроны эмитируются из тонкого приповерхностного слоя, глубина которого составляет 3—15 атомных слоев в зависимости от энергии возбуждающего излучения. Этим обусловлено значение фотоэлектронной спектроскопии для [c.40]

Фотоэлектронная спектроскопия основана на измерении кинетической энергии электронов, испускаемых атомами при облучении твердых тел ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, т. е. вследствие фотоэффекта. Для достижения необходимой чувствительности и точности таких измерений требуется высокий вакуум (10- —10- ° мм рт. ст.), который создается в приборах специальной конструкции. Фотоэлектронный спектр представляет собой график зависимости числа детектируемых электронов от их кинетической энергии. Поскольку электроны в твердых телах имеют малую длину свободного пробега, получаемая из спектров информация относится к поверхностным слоям толщиной 1—10 нм. [c.220]

Несколько ранее был разработан метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (ЭСХА) [21], который нашел широкое аналитическое приложение и безусловно пригоден и для изучения реакционной способности [20]. Однако нами будет рассматриваться применение метода ультрафиолетовой ФЭС для изучения реакционной способности. Метод дал в последние годы чрезвычайно цепную информацию о строении валентной оболочки молекулы. [c.242]

Частично из-за потребности в монохроматическом излучении возникли два раздела фотоэлектронной спектроскопии. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, сокращенно обозначаемая как РФС или ЭСХА (электронная спектроскопия для химического анализа), использующая рентгеновские лучи в качестве источника ионизирующего излучения, изучает в основном электроны оболочки (т.е. невалентные электроны). Создание этого метода приписывают Сигбану и сотр. [27]. В ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС) используют ультрафиолетовое излучение, имеющее более низкую энергию, и, таким образом, исследуют энергии связи валентных электронов. Обязанная своим развитием главным образом Тернеру и его сотрудникам [28], УФС предназначалась не только для измерения энергий связывания валентных электронов, но и для наблюдения за возбужденными колебательными состояниями молекулярного иона, образующегося в процессе фотоионизации. [c.331]

Ионизационный потенциал молекулы или радикала —это минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона. Точнее, так определяется первый ионизационный потенциал, чтобы отличать эту величину от второго, третьего и т. д. ионизационных потенциалов, соответствую-ш,их удалению электронов с более глубоко расположенных уровней (рис. 11). Однако в данной статье под ионизационным потенциалом во всех случаях, где не оговорено противное, подразумевается именно первый ионизационный потенциал. Поскольку каждой молекулярной орбитали соответствуют колебательные уровни (у = О, 1,2,. ..), то самый низкий измеряемый ионизационный потенциал в точности соответствует энергии, необходимой для отщепления электрона, находящегося на высшей занятой орбитали с V — О (если хотят получить ион с у = 0). Такой ионизационный потенциал называется адиабатическим и может быть определен методами ультрафиолетовой, фотоионизационной и фотоэлектронной спектроскопии. Адиабатические потенциалы отличаются от так называемых вертикальных потенциалов ионизации, определяемых методом электронного удара, поскольку последние могут соответствовать го- [c.30]

Однако при сопоставлении этих величин с экспериментом возникают трудности. Потенциалы ионизации ароматических соединений были измерены с помощью двух совершенно различных методик. По первой из них действительно определяется минимальная энергия, которой должен обладать протон для того, чтобы вызвать ионизацию это можно сделать либо исследуя ридберговские серии в дальней ультрафиолетовой области спектра, либо фотоионизацией или с помощью фотоэлектронной спектроскопии. Получающиеся в этих различных спектроскопических методах значения хорошо согласуются, и полученные таким образом величины, несомненно, соответствуют адиабатической ионизации, т. е. процессу, при котором ион образуется в своем наиболее устойчивом состоянии. По второй методике интересующее нас соединение бомбардируется электронами с известной переменной энергией, и наименьшая энергия, которая требуется, чтобы вызвать ионизацию, служит мерой потенциала ионизации. Найденные таким способом величины систематически превышают значения, полученные из спектроскопических исследований. Можно с достаточной уверенностью сказать, что эти отличия вполне реальны, а не вызваны погрешностями измерений. Были выдвинуты различные объяснения наиболее правдоподобное относит эти отличия за счет разного времени ионизации. Время, которое затрачивается на столкновение с падающим электроном, чрезвычайно мало, так что если ионизация проходит за этот период, то геометрическая конфигурация иона должна оставаться такой же, как у первоначальной молекулы. Поскольку удаление электрона из молекулы должно приводить к изменениям равновесных длин связей, образующийся ион уже не будет в состоянии с низшей энергией. Иными словами, ионизация в этом случае будет не адиабатической, а вертикальной , и разность между спектроскопическими значениями и величинами, найденными методом электронного удара, можно рассматривать как меру выигрыша энергии иона, обусловленную изменением его геометрического строения. [c.347]

Фотоэлектронная спектроскопия. Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия позволяет устанавливать последователь -ный ряд потенциалов ионизации молекул. В то время как фтори- роваНные бензолы широко изучены этим методом [5, 6], для по лифторароматических производных элементов VA и VIA подгрупп имеется лишь несколько работ. В работах [244—246] приведены данные в сравнении с углеводородными аналогами для пентафторанилина, пентафторфенола, пентафторанизола и пентафторбен- [c.158]

Разнообразны и методы анализа по оптическим спектрам поглощения. К ним относится упомянутая выше спектрофотомет-рия. Среди них есть и такие, которые позволяют устанавливать не только элементный, но и молекулярный состав примесей. Абсорбционная спектроскопия основана на поглощении в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, вызываемом особенностями строения молекул. Возможно определение нескольких веществ в их смеси, если только полосы поглощения не накладываются одна на другую. Большое будущее прочат фотоэлектронной спектроскопии, выявляющей, между прочим, и характер химических связей в образцах ничтожной массы. [c.211]

Определение состава поверхности N1—5-катализаторов посредством электронной Оже-спектроскопии показало, например, наличие взаимосвязи между составом и гидрогенизационной активностью [15]. Вероятно, этот тип связи имеет значение для каталитических систем, подверженных воздействию сероводорода, например таких, с которыми приходится сталкиваться при переработке угля СРК. Информация о взаимосвязи активности с составом поверхности вместе с термодинамическими данными о системе может представлять ценность при разработке оптимальных катализаторов. Ультрафиолетовая фотоэлектронная и рентгеновская спектроскопия были уже использованы для исследования химической и электронной структуры элементов в катализаторе при изучении ряда соединений, включающих оксиды и сульфиды молибдена и кобальта [16, 17]. Применение этих методов позволяет лучше понять свойства поверхности веществ (как до, так и после реакции), представляющих интерес для катализа. Для использования в условиях протекающей реакции представляет большой интерес метод рентгеновской спектроскопии тонких структур края поглощения (см. разд. 11.3), который может, в принципе, служить руководством по управлению работой катализатора даже в таких сложных процессах, как процессы переработки нефти и угля. [c.221]

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС) является одним из важных методов структурного анализа поверхностей твердых тел и адсорбированных веществ. [c.316]

Метод, основанный на получении и анализе спектра электронов из свободных атомов, а также из атомов соединений при облучении их монохроматическим ультрафиолетовым или рентгеновским излучением, был назван электронной спектроскопией для химического анализа [4]. Основные характеристики метода следующие высокая разрешающая способность по энергиям 10 — или 0,05—0,1 и 0,5—2 эв при возбуждении ультрафиолетовым излучением и рентгеновскими лучами, соответственно энергия связи электронов на квантовых п- и /-уровнях определяется относительно уровня вакуума или уровня Ферми в металлах, а распределение интенсивности в электронной линии передает распределение электронов по состояниям этого уровня фотоэлектронные спектры, излучаемые конденсированными системами, характеризуют тонкий поверхностный слой вещества порядка 30—40 А. Этот метод является неразрушающим, и потери вещества могут быть обусловлены только испарением его в вакууме. [c.131]

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС) является основным методом изучения электронной структуры поверхности и фундаментальных параметров адсорбции. Главные его отличия от РФЭС заключаются в следующем [c.320]

Рентгеновская спектроскопия со сканированием по энергиям микро-зондовый анализ Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия Ультрафиолетовая фотоэлектронная снектроскоиня [c.82]

ФЭС — фотоэлектронная спектроскопия ЭСХА — электронная спектроскопия для химического анализа УФЭС — ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия РФЭС — рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. [c.223]

Стали доступными тонкие методы исследования состава и структуры поверхности твердых тел (Оже-элекгронная спектроскопия, рентгеновская и ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия, спектроскопия дальней тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения, масс-спектрометрия вторичных ионов и др.), в немалой степени обусловившие бурное развитие микроэлектроники в последние десятилетия. [c.4]

Энергетические уровни заполненных молекулярных орбиталей могут быть рассчитаны с помощью фотоэлектронной спектроскопии [28]. Электроны выбрасываются с занятых молекулярных орбиталей при облучении молекул ультрафиолетовым светом высокой энергии в газовой фазе. Энергии этих элостронов непосредственно связаны с потенциалами ионизации, обусловленными удалением электронов с различных молекулярных орбиталей. Анализ спектров включает определение спштральных областей электронных состояний молекулярных ионов и, следовательно, идентифика- [c.31]

По энергии возбуждающего электромагнитного излучения различают ультрафиолетовую фотоэлектронную спектроскопию (УФЭС) и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (РФЭС). Последнюю называют также электронной спектроскопией для химического анализа (ЭСХА), что обусловлено такой возможностью ее применения. При возбуждении ультрафиолетовыми лучами (/гу<40 эВ) испускаются только валентные электроны. Данные, получаемые этим методом, специфичны для системы связывающих электронов, часто делокализованных, и лишь в некоторых случаях —для отдельного атома. [c.40]

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС) и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Принцип метода УФЭС показан на рис. 3.4. Твердое тело облучают вакуумным ультрафиолетом и мягким рентгеновским излучением, в результате из атомов, расположенных вблизи поверхности, выбиваются электроны. Энергия падающих квантов (hv), кинетическая энергия испущенного электрона (Е ) и энергия связи электрона в твердом теле, (Eg) связаны соотношением = hv - Eg. [c.43]

Ценные сведения о молекулярных механизмах хемосорбции дают такие физические методы исследования, как электродная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА), ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФС) и десорбция под действием электронов (ДДЭ) [1]. Приведенный на рис. ХУ-2 спектр ЭСХА для окиси углерода, хемосорбиров1ан ной а вольфраме, ясно показывает, наиример, существование двух типов хемосорбированных молекул, обозначаемых как а-СО и р-СО. Наконец, для определения микропримесей используют электрон ный парамагнитный резонаис 7]. [c.509]

В электронной спектроскопии определяется кинетическая энергия электронов, испускаемых веществом, что позволяет судить о потенциалах ионизации молекул, а тем самым и об энергии связи электронов внутри молекул или входящих в их состав атомов. Для органической химии основное значение имеет фотоэлектронная спектроскопия, получившая такое название потому, что электрон выбивается из молекул квантами высокой энергии при облучении вещества монохроматическим рентгеновским или ультрафиолетовым излучением. Отсюда названия этих видов фотоэлектронной спектроскопии рентгеноэлектронная спектроскопия (РЭС) и молекулярная фотоэлектронная спектроскопия [109] или фотоэлектронная спектроскопия с УФ-возбуждением (УФЭС) [110]. Разновидности электронной спектроскопии, основанные на других способах генерации электронов, не имеют такого значения для органической химии, как фотоэлектронная спектроскопия. [c.259]

Для современного состояния спектральных методов характерно существенное расширение диапазона энергий используемого излучения. Так, наряду со спектроскопией в видимой и близких к ней областях, возникли рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия. Оба эти раздела до сих пор не обсуждались в книгах по применению физических методов в неорганической химии. Статья Боннелля должна быть полезна в качестве введения в рентгеновскую спектроскопию. Следует, однако, иметь в виду, что она не охватывает всех вопросов, связанных с этой интересной и исключительно важной для неорганической химии областью. Тем не менее, ее можно рекомендовать, так как она позволяет читателю, заинтересовавшемуся предметом, познакомиться с более специальными работами, например с книгой Баринского и Нефедова [9], посвященной определению эффективных зарядов атомов в неорганических соединениях по рентгеновским спектрам, и с новым направлением, пока еще не отраженным в монографической литературе, — определением положения внутренних энергетических уровней (молекулярных орбиталей) молекул. Метод фотоэлектронной спектроскопии, созданный академиком Терениным и независимо автором соответствующей главы Тернером, также весьма перспективен для неорганических веществ. Этот метод позволяет судить об энергиях высших заполненных молекулярных орбиталей, так что в настоящее время, комбинируя результаты исследования электронных спектров в видимой и ультрафиолетовой областях, фотоэлектронных спектров и рентгеновских спектров, можно на основании опытных данных в благоприятных случаях построить полную картину электронных уровней системы (их последовательности по энергиям), а иногда и выяснить вопрос о том, из каких атомных орбиталей и в каких соотношениях образуются соответствующие молекулярные орбитали. Тем самым схемы молекулярных орбиталей, которые до сих пор строились только на основании теоретического рассмотрения и казались многим химикам искусственным и сомнительным описанием молекул, становятся непосредственным следствием эксперимента. Правда, до последнего времени метод фотоэлектронной спектроскопии применялся только к сравнительно простым неорганическим молекулам, но можно надеяться на расширение круга объектов при дальнейшем совершенствовании методики и теории. [c.8]

В этом разделе мы обсудим методы анализа, позволяющие определить состав и структуру поверхности, валентность поверхностных атомов и другие химические характеристики. Наиболее эффективными современными методами исследования являются ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и оже-электронная спектроскопия (ОЭС). [c.43]

В предьщущем пункте читатель уже проследил пути поглощения и неупругого рассеяния рентгеновского излучения. При этом регистрировались фотоны. В этом пункте внимание будет уделено методам, основанным на регистрации электронов, которые возникают опять же после действия рентгеновского излучения, а также после поглощения ультрафиолетового излучения или электронного пучка. Длина свободного пробега электронов сильно зависит от их энергии, однако она меняется в пределах от 100 до 1 нм при изменении энергии от 1 эВ до 1 кэВ соответственно, проходя через минимум 0,5 нм при 100 эВ [1]. В связи с этим все эти методы эффективны для изучения поверхности, а так же для объектов с наноразмерами. Будут рассмотрены три весьма распространенных и эффективных метода рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), ультрафиолетовая электронная спектроскопия (УФЭС) и электронная Оже-спектроскопия (ЭОС). [c.69]

В работах [1-3] показано, что совместное применение теоретических расчетов и экспериментальных результатов, полученных методом фотоэлектронной спектроскопии, позволяет понять механизм перестройки электронной структуры чистого металла при формировании поверхностных соединений в процессе адсорбции. В настоящей работе продолжено исследование в этом направлении - с помощью метода ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии изучена адсорбция кислорода на поликристаллическом палладии в широком диапазоне экспозиций кислорода и температур, начиная с самых ранних стадий адсорбции и вплоть до образования поверхностного соединения типа Рс10. [c.93]

Анализ проводится с помощью методов оже-элсктронной спектроскопии, фотоэлектронной рентгеновской и ультрафиолетовой спектроскопии, растровой электронной микроскопии, рентгеновского микроанализа, спектроскопии характеристических потерь энергии, масс-спсктрометрии вторичных ионов, рамановского микроанализа, оптической микроскопии, профилометрии. [c.187]