Cd偶同位素集体能谱与价质子空穴激发特性
XPS定性分析和图谱解析.
第四章定性分析和谱图诠释●XPS和AES的表面灵敏特性，再加上非结构破坏性测试能力和可获得化学态信息的能力，使其成为表面分析的极有力工具。
●定性分析主要是鉴定物质的元素组成及其化学状态。
●XPS还可以进行官能团分析和混合物分析。
●XPS定性分析的相对灵敏度约为0.1%。
一、电子能谱图的一般特性●在XPS谱图中可观察到几种类型的谱峰。
●一部分是基本的并总可观察到—初级结构●另一些依赖于样品的物理和化学性质—次级结构●光电发射过程常被设想为三步（三步模型）：●光吸收和电离（初态效应）；●原子响应和光电子发射（终态效应）；●电子向表面输运并逸出（外禀损失）。
●所有这些过程都对XPS谱的结构有贡献。
1、XPS谱图的初级结构(1). 光电子谱线(photoelectron lines)●由于X射线激发源的光子能量较高，可以同时激发出多个原子轨道的光电子，因此在XPS谱图上会出现多组谱峰。
由于大部分元素都可以激发出多组光电子峰，因此可以利用这些峰排除能量相近峰的干扰，非常有利于元素的定性标定。
●最强的光电子线是谱图中强度最大、峰宽最小、对称性最好的谱峰，称为XPS的主谱线。
每一种元素都有自己的具有表征作用的光电子线。
它是元素定性分析的主要依据。
●光电子峰的标记:以光电子发射的元素和轨道来标记，如●C1s，Ag3d5/2等●此外，由于相近原子序数的元素激发出的光电子的结合能有较大的差异，因此相邻元素间的干扰作用很小。
光电子谱线➢峰位置(结合能)。
与元素及其能级轨道和化学态有关。
➢峰强度。
与元素在表面的浓度和原子灵敏度因子成正比。
➢对称性。
金属中的峰不对称性是由金属E F附近小能量电子-空穴激发引起，即价带电子向导带未占据态跃迁。
不对称度正比于费米能级附近的电子态密度。
➢峰宽(FWHM)光电子线的谱线宽度来自于样品元素本质信号的自然宽度、X射线源的自然线宽、仪器以及样品自身状况的宽化因素等四个方面的贡献。
一般峰宽值在0.8~2.2 eV之间。
福建教师招聘考试中学物理知识点：原子核知识点总结
本文根据福建教师招考对中学物理考试大纲的要求，梳理了原子核知识点总结，希望同学们记住重要知识，轻松上考场。
1.对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。
核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。
同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。
同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。
同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于 0.1s 激发态的核素称为同质异能素。
镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。
2.影响原子核稳定性的因素有哪些。
核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。
3.关于原子核半径的计算及单核子体积。
R=r0A1/3 fm r0=1.20 fm电荷半径： R=（ 1.20 ± 0.30 ） A1/3 fm核力半径： R=（ 1.40 ± 0.10 ） A1/3 fm通常核力半径＞电荷半径单核子体积：4.核力的特点。
（1）核力是短程强相互作用力；（2）核力与核子电荷数无关；（3）核力具有饱和性；（4）核力在极短程内具有排斥芯； 5. 核力还与自旋有关。
5.关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。
结合能：表明核子结合成原子核时会释放的能量。
比结合能（平均结合能）：原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。
6.原子核的放射性关于放射性衰变指数衰减规律的理解和计算。
（1）对单一放射性衰变， lnN(t)=- λt+lnN(0) ，将其化为指数形式有N(t)= N(0)e- λt 。
（2）递次衰变规律：母核 A 经 N次衰变，生成稳定核素 B，递次衰变产物分别为 A1、A2等，其衰变常数分别为λ 1、λ2、λN，衰变过程中第 n 个核素随时间的变化规律为：，其中掌握物理基础知识，才能深入学习后面的知识，以上就是福建教师招考中对原子核知识点总结的整理，希望可以对大家有帮助。
作者张殿凤
在ｐ型 n型交界面 附近形成的这种特 殊结构称为P-N结， 约0.1m厚。
p型
n型
+ + + + + +
+ +
+ +
+
+ +
+ +
+
+ +
-
-
E阻
-- - -
- --
-
--
--
+ +++ + -
+ +
+ +
+
+ +
+ +
-
+ -- - -
30
固定针A
Ge晶片
探针
1956年小组的三位成 员获诺贝尔物理奖。
固定针B
e
p
后来，晶体管
又从点接触型 发展到
电信号
~
面接触型。
Veb
np b
c R
Vcb
31
晶体管比真空电子管体积小，重量轻， 成本低，可靠性高，寿命长，很快成为 第二代电子器件。
集成电路 大规模集成电路
超大规模集成电路
下图为INMOS T900 微处理器:
例如，化合物 GaAs中掺Zn，二价的Zn 替代三价的Ga可形成受主能级， 成为p型GaAs杂质半导体。
20
三. 杂质补偿作用 实际的半导体中既有施主杂质（浓度nd）， 又有受主杂质（浓度na）， 两种杂质有补偿作用：
若ndna——为n型（施主） 若ndna——为p型（受主）
高考化学知识点集锦同位素示踪法基本原理和特点
同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。
Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb 研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。
继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。
同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。
因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。
放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：1.灵敏度高放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。
它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。
2.方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
核分析基础考试预测试题(珍藏版)
24、能量色散 X 荧光分析的干扰因素：不平度效应，不均匀效应，水分影响，粉尘影响， 吸收效应，增强效应，特征吸收 25、微型 X 光管工作原理：发射电子的阴极物质在稳定的灯丝电流加热下，发射电子；电 子在高压的作用下，加速并飞向阳极，与阳极靶材的原子作用，并发射 X 射线。通过改变 灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度及电子的发射量，从而改变发射 X 射线照射量率的大 小；改变高压可改变 X 射线的能量范围。 26、能量色散法 X 射线探测器应满足下列要求： 具有较高的探测效率和全能峰效率。 具有良好的能量分辨率和能量线性。 死时间短，有优良的高计数率特性。 使用方便，工作稳定、可靠。 价廉、寿命长。 便携式仪器应具有轻便、低功耗的特点。 27、穆斯堡尔谱学的特点： ①穆斯堡尔谱具有极高的能量分辨本领，很容易探测出原子核能级的变化。 ②利用穆斯堡尔谱可以方便地研究原子核与其周围环境间的超精细相互作用，可以灵敏地 获得原子核周围的物理和化学环境的信息。 28、质谱分析法的特点： （1）应用范围广（2）灵敏度高，样品用量少（3）分析速度快，并可实现多组分同时测定 （4）与其它仪器相比，仪器结构复杂，价格昂贵，使用及维修比较困难。对样品有破坏性。 三、论述题 1、中子瞬发γ射线活化分析 优点：1）可分析元素种类很多，且可进行多元素同时分析，分析灵敏度较高。例对 H、10B、 C、N、S、113Cd；2）非破坏性、体样品分析的特点；3）辐照时间短、分析速度快和活化 后的剩余放射性低；4）中子活化分析寿命短的核素的分析准确度较差，而用中子瞬发γ射 线活化分析法可提高分析准确度。 注意：探测器必须与辐照源靠近，这一点与中子活化分析十分不同，应防止探测器直接受到 源中子的辐照而造成损坏。 应用： 1）用同位素中子源和密封中子管做瞬发γ射线活化分析，具有设备小巧、适用于野 外或工业生产线上使用的优越性； 2）用于地质、海底矿产勘探、工业生产控制和监测， 医 学诊断，考古等。 2、特征 X 射线的形成过程：当高速电子能量大到一定程度（靶材料产生 X 射线的临界值） 后， 高能电子可以把靶面材料原子结构中内层电子撞击出去， 使原子处于不稳定的激发状态； 为使原子恢复至稳定的低能态， 邻近层的高能态电子立即自发地填补其空穴， 该电子出发地 能级 E2 扣除空穴处能级 E1 后多余的能量以能量辐射形式(hν=E2-E1)释放，此即为 X 光 （X 射线） 。其波长约为 10-12~10-8 m。由于不同原子具有不同的电子结构，原子内不同电 子轨道间的跃迁能级之差各不相同，因此产生的 X 射线的频率（或波长）和强度均带有各 自原子结构的印记特征，称其为特征 X 射线。 定性分析的物理基础：各种元素放出的荧光，其能量(或波长的倒数)仅与原子系数平方成正 比，故名“特征 X 射线” ，或“特征荧光” 。 莫塞莱定律：
材料发光基质
4.2.发光基质基质化合物品种繁多，但用做发光材料多为氧化物、含氧酸盐及某些多元复合体系。
基质的设计与选择，原则上是其组成中阳离子应具有惰性气体元素电子构型，或具有闭壳层电子结构，而且阳离子和阴离子都一定是光学透明的。
依据这一原则，Roppl给出了元素周期表中可构成发光材料基质化合物的阳离子组分和阴离子组分的各种元素。
特别是Justel等川给出了一张“发光元素周期表”，明细标示出了可用做基质晶格的元素、用做等离子体的元素和用做激活剂的元素(如图4-1)。
图4-1 发光元素周期表4.2.1 ⅠA族和ⅦA族化合物ⅠA族和ⅦA族化合物系指碱金属与卤族元素形成的系列化合物 A X(A=Li,Na,K,Rb,CS;X=F,Cl,Br,I)。
尽管这类化合物易溶解于水，熔点低(620-990℃)，实用性受到一定限，但碱金属卤化物属典型离子型晶体，结构明确，作为理论处理问题的对象被认为是近于理想的模型化合物。
因此，Tl+或类Tl+离子掺杂的碱卤化物光谱性质研究，是发光材料研究的早期代表性工作。
色心发光研究、激子自捕获发光研究都是以ⅠA族和ⅦA族化合物作为发光材料基质研究的重要内容。
碱卤化物作为光学材料已得到应用的实例是NaI:Tl+和CsI:Tl+等闪烁晶体，用来探测高能辐射。
NaI和CsI易于生长大尺寸单晶。
NaI:Tl l和CsI:Tl l经X射线辐照的发射光谱示于图4-2。
图4-2 X射线激发NaI:Tl(a)和CsI:Tl(b)的发射光谱4.2.1.1.激子和激子发光碱卤化物具有可直接跃迁的能带结构，能带间隙(Eg)都较大，其中LiF最大(13.6eV),KI最小(6.3eV)。
一般地，Eg值随碱卤化物阳离子或阴离子原子序数增大而变小。
图4-3示出了激子能带图。
在这种能带结构中，卤离子的P电子组成的价带，分成两个复合带，可利用角动量J=3/2和1/2的内量子数来描述，与这两条复合带对应，在本征吸收的低能一侧，可观察到两条尖锐的激子吸收线。
南京大学现代分析技术之同位素质谱分析及其地质应用
g
a
e
质 8 子 7 数 6 Z 5
4 3 2 1
1 1H 9 6C 5 8B 10 6C 9 8B
13 14 15 16 17 18 19 20 8O 8O 8O 8O 8O 8O 8O 8O 12 7N 11 6C 10 8B 13 7N 12 6C 11 8B 14 7N 13 6C 12 8B 15 7N 14 6C 13 8B 16 7N 15 6C 17 7N 16 6C 18 7N
稳定同位素在地质过程中有分馏现象，从而对地
质过程有示踪效果。放射性同位素的衰变可以用
作地质体的年龄测定。放射成因同位素与同一元 素的稳定同位素的比值往往对地质过程也有示踪
效果。
第二节 质谱学(Mass Spectrometry) 1. 质谱仪器发展简史 简单来说，质谱仪器是用于测定物质的分子 量、原子量、及其丰度以及同位素组成的仪器。 按检测离子的方式，质谱仪器可分为两类：
每一个同位素又可称为核素(Nuclide)，核素的
总数目接近1700种。但只有264种是稳定的，
还有少量自然界存在的不稳定或放射性核素， 两者构成元素周期表的元素。
同位素可分为稳定同位素和不稳定或放射性同位
素两类。大部分放射性同位素在自然界已不存在，
因为与太阳系年龄相比，它们的衰变速率很快， 但它们可在实验室用核反应的方法人工生产。
同位素丰度来表示：即一定元素的某一同位素在 诸同位素总原子数中的相对百分含量：例如1H 99.9852%，2H 0.0148%。
在地球科学中，研究得最多的稳定同位素包括： 1H，2H；10B,11B; 12C，13C；14N，15N；16O， 18O；32S，34S 等。 放射性同位素及放射成因同位素包括： 87Rb87Sr、147Sm143Nd、238U206Pb、 235U207Pb、232Th208Pb、 187Re187Os 等等。 宇宙射线成因的放射性同位素如10Be10B、 14C14N 等
电子能谱学
当光子的能量远比电子所在能级的电离能大时，光电子将 以很高的速度离开原子。
由于电子从原子内壳层的突然离开，将会引起中心电位的 突然改变。
原子最外层轨道的电子受到这种电位变化的影响，使得它 们从外层原子轨道上发射出去。这种现象称为光子振动发 射（photo shake off）。
由于是两个电子同时发射，也称为双电子发射光电离。也 就是说，在光子从原子内壳层激发出光电子的同时，还可 以激发出原子最外层轨道上的另一个电子。
2024/5/1
清华大学化学系
9
弛豫势能模型
当弛豫能表达为： 化学位移可用下式表达：
弛豫势能模型与静电势能模型相比，能更好地解 释化学位移效应。
下图是两种模型获得的N1s化学位移理论值与实 验结果的比较。
由此可见，弛豫势能模型与实验结果具有较好的 相关。对于固体样品，还必须考虑晶体结构的弛 豫能的影响。
2024/5/1
清华大学化学系
5
电荷势模型
对原Y原子芯能级所感受到的化学位移可用下式表达。
由此可见，化学位移主要来自价电子转移所引起的势能变化。
在一般的多原子体系中，原子i上的电荷为qi，原子i与其周围 的原子j相结合，其化学位移ΔEi可用下式描述。
其中k为原子i的一个芯能级电子与其上的一个价电子间的平 均排坼能（即单中心积分）。上式表面元素的化学位移与qi 间有线性关系。
2024/5/1
清华大学化学系
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多重裂分（静电裂分）
2024/5/1
清华大学化学系
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多重裂分（静电裂分
同样对于Cr的配合物的Cr3s谱，在Cr(CO)6中没 有出现Cr3s的分裂峰，表面不存在未成对电子。 实验也证明该物质是反磁性的。