Co je to fotoelektronová spektroskopie?

Fotoelektronová spektroskopie je metoda analýzy látek pomocí fotoelektrického efektu.Když foton interaguje s atomem nebo molekulou, může mdash;Pokud má dostatek energie mdash;způsobí, že bude vypuštěn 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.

Vytváří se pozitivní ion a množství energie potřebné k vysunutí elektronu je známé jako ionizační energie nebo vazebnou energii.Elektrony jsou uspořádány na orbitály kolem atomového jádra a k uvolnění těch blízkých jádru je zapotřebí více energie než ty na vzdálenějších orbitálech.Ionizační energie elektronu závisí hlavně na náboji na jádru mdash;Každý chemický prvek má v jádru jiný počet protonů, a proto je jiný náboj a mdash;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 vzorů ionizačních energií. Je vyžadován konec elektromagnetického spektra krátké vlnové délky.To vedlo ke dvěma hlavním metodám: ultrafialové fotoelektronové spektroskopie (UPS) a rentgenovou fotoelektronovou spektroskopii (XPS).Ultrafialové záření je schopno vysunout pouze vnější valenční elektrony z molekul, ale rentgenové paprsky mohou vysunout jádrové elektrony blízké jádru kvůli jejich vyšší energii.paprsky při jedné frekvenci a měření 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 jejich rozptylu v elektrickém poli mdash;Ti s vyšší energií budou po poli v menší míře odkloněni.Protože ionizační energie jádrových elektronů jsou posunuty na mírně vyšší hodnoty, když je dotčený prvek v oxidovaném stavu, může tato metoda nejen poskytnout informace 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.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.