Apa itu spektroskopi fotoelektron?

Spektroskopi fotoelektron adalah metode menganalisis zat menggunakan efek fotolektrik.Ketika foton berinteraksi dengan atom atau molekul, ia dapat mdash;Jika memiliki energi mdash yang cukup;menyebabkan elektron dikeluarkan.Elektron dikeluarkan dengan energi kinetik yang tergantung pada keadaan energi awalnya dan energi foton yang masuk.Panjang gelombang foton menentukan energinya, dengan panjang gelombang yang lebih pendek memiliki energi yang lebih tinggi.Dengan menyinari zat dengan foton dengan panjang gelombang yang diketahui, dimungkinkan untuk mendapatkan informasi tentang komposisi kimianya, dan sifat -sifat lain, dengan mengukur energi kinetik dari elektron yang dikeluarkan.

Ketika elektron bermuatan negatif dikeluarkan dari atom, aIon positif terbentuk dan jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengeluarkan elektron dikenal sebagai energi ionisasi atau energi pengikat.Elektron diatur dalam orbital di sekitar nukleus atom, dan lebih banyak energi diperlukan untuk mengusir mereka yang dekat dengan nukleus daripada yang ada di orbital yang lebih jauh.Energi ionisasi elektron terutama tergantung pada muatan pada nukleus mdash;Setiap elemen kimia memiliki jumlah proton yang berbeda dalam nukleus dan karenanya muatan mdash yang berbeda;dan pada orbital elektron.Setiap elemen memiliki pola unik energi ionisasi dan dalam spektroskopi fotoelektron, energi ionisasi untuk setiap elektron yang terdeteksi hanyalah energi foton yang masuk dikurangi energi kinetik dari elektron yang dikeluarkan.Karena nilai pertama diketahui dan yang kedua dapat diukur, elemen yang ada dalam sampel dapat ditentukan dari pola energi ionisasi yang diamati.

foton yang relatif energik diperlukan untuk mengeluarkan elektron, yang berarti radiasi terhadap energi tinggi,Diperlukan ujung panjang gelombang pendek dari spektrum elektromagnetik.Ini telah memunculkan dua metode utama: spektroskopi fotoelektron ultraviolet (UPS) dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS).Radiasi ultraviolet hanya mampu mengeluarkan elektron valensi terluar dari molekul, tetapi sinar-X dapat mengeluarkan elektron inti yang dekat dengan nukleus karena energi yang lebih tinggi.

spektroskopi fotoelektron sinar-X dilakukan dengan membombardir sampel dengan x-Sinar pada satu frekuensi dan mengukur energi elektron yang dipancarkan.Sampel harus ditempatkan di ruang vakum ultra-tinggi untuk mencegah foton dan elektron yang dipancarkan diserap oleh gas dan untuk memastikan tidak ada gas yang teradsorpsi pada permukaan sampel.Energi elektron yang dipancarkan ditentukan dengan mengukur penyebarannya dalam medan listrik mdash;Mereka yang memiliki energi yang lebih tinggi akan dibelokkan ke tingkat yang lebih rendah oleh lapangan.Karena energi ionisasi elektron inti digeser ke nilai yang sedikit lebih tinggi ketika elemen yang bersangkutan berada dalam keadaan teroksidasi, metode ini tidak hanya dapat memberikan informasi tentang elemen yang ada, tetapi juga tentang keadaan oksidasi mereka.Fotospektroskopi sinar-X tidak dapat digunakan untuk cairan karena persyaratan untuk kondisi vakum dan biasanya digunakan untuk analisis permukaan sampel padat.

spektroskopi fotolektron ultraviolet berfungsi dengan cara yang sama, tetapi menggunakan foton dalam kisaran ultraviolet dari spektrum.Ini paling umum diproduksi oleh lampu pelepasan gas menggunakan salah satu gas mulia, seperti helium, untuk menyediakan foton dari panjang gelombang tunggal.UPS pertama kali digunakan untuk menentukan energi ionisasi untuk molekul gas, tetapi sekarang sering digunakan untuk menyelidiki struktur elektronik bahan.