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同步輻射吸收譜(XAFS)有關原子和分子結構的深入見解
來源: 時間:2023-12-06 09:36:20 瀏覽:3913次

同步輻射吸收譜(XAFS)有關原子和分子結構的深入見解

 

同步輻射吸收譜(XAFSX-ray Absorption Fine Structure)是一種強大的分析手段,可以揭示原子和分子層面的結構奧秘本文將詳細介紹同步輻射吸收譜(XAFS的相關知識,包括原理、應用范圍、譜圖解析等方面,為大家提供關于原子和分子結構的深入見解。

 

 

 

一、原理

同步輻射吸收譜是一種基于X射線吸收的譜學技術當同步輻射光源照射到樣品上時,樣品中的原子會吸收能量,產生電子躍遷。XAFS主要包括兩個部分:近邊區(XANESX-ray Absorption Near-Edge Structure)和擴展邊(EXAFSExtended X-ray Absorption Fine Structure)。

1. 近邊區(XANES):XANES反映了原子吸收邊的精細結構,可以提供吸收原子的電子結構信息,如價態、對稱性、軌道占據等。

2. 擴展邊(EXAFS):EXAFS反映了吸收原子周圍配位原子的信息,如配位原子種類、鍵長、配位數、無序度等。

 

二、應用范圍

同步輻射吸收譜(XAFS)廣泛應用于材料科學、環境科學、生物醫學、化學等領域。

以下為幾個應用實例:

1. 材料科學研究:XAFS可以用于研究金屬合金、半導體、陶瓷等材料的組成、結構和性能關系。

2. 環境科學研究:XAFS可以用于分析污染物質中的有毒元素,如重金屬等,了解其環境行為和生物效應。

3. 生物醫學研究:XAFS可以用于研究生物大分子(如蛋白質、核酸)的結構和功能,以及金屬離子在生物體中的作用和代謝機制。

4. 化學研究:XAFS可以用于研究分子和晶體中的原子配位環境、鍵長和鍵角等結構信息。

 

三、譜圖解析

1. XANES譜圖解析:通過比較實驗譜與已知標準譜,可以確定吸收原子的價態、軌道占據等信息;此外,通過計算模擬譜,可以進一步揭示原子電子結構的細節。

2. EXAFS譜圖解析:通過對譜圖進行擬合,可以得到吸收原子周圍的配位原子種類、鍵長、配位數等信息;此外,利用小波變換等方法,可以區分出不同配位原子的距離和種類。

 

四、優勢

1. 高靈敏度:同步輻射光源具有很高的亮度和強度,可以對微量元素和低含量元素進行準確測量。

2. 高分辨率:同步輻射光源具有很高的能量分辨率,可以揭示原子和分子層面的精細結構。

3. 多元素同時測量:同步輻射吸收譜可以同時測量多種元素的吸收邊,有利于研究復雜樣品中的元素組成和分布。

4. 無損檢測:同步輻射吸收譜是一種非破壞性分析方法,對樣品的影響較小,適用于珍貴樣品的分析。

 

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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