33.Рентгеновская и электронная спектроскопия. Закон Мозли. Рентгеновская трубка. Поглощение и рассеяние.

РЕНТГЕНОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, раздел спектроскопии, изучающий спектры испускания (эмиссионные) и поглощения (абсорбционные) рентгеновского излучения, т.е. электромагн. излучения в области длин волн 10-2-102 нм. Рентгеновскую спектроскопию используют для изучения природы хим. связей и количеств. анализа в-в (рентгеновский спектральный анализ). С помощью рентгеновской спектроскопии можно исследовать все элементы (начиная с Li) в соед., находящихся в любом агрегатном состоянии.

Рентгеновские спектры обусловлены переходами электронов внутр. оболочек атомов. Различают тормозное и ха-рактеристич. рентгеновское излучение. Первое возникает при торможении заряженных частиц (электронов), бомбардирующих мишень в рентгеновских трубках, и имеет сплошной спектр. Характеристич. излучение испускают атомы мишени при столкновении с электронами (первичное излучение) или с рентгеновскими фотонами (вторичное, или флуоресцентное, излучение). В результате этих столкновений с одной из внутр. (К-, L- или М-) оболочек атома вылетает электрон и образуется вакансия, к-рую заполняет электрон с другой (внутр. или внеш.) оболочки. При этом атом испускает квант рентгеновского излучения.

Рентгеновский спектр – это распределение интенсивности рентгеновского излучения, испущенного образцом, или прошедшего через образец, по энергиям или длинам волн.

Электронная спектроскопия является одним из методов анализа

органических веществ. С её помощью изучают электронное и пространственное

строение молекул, определяют константы диссоциации кислот и оснований, кинетические

параметры реакций, оценивают энергетику разнообразных внутри- и межмолекулярных взаимодействий.

Электронная спектроскопия состоит в анализе по энергии электронов, эмитируемых поверхностью исследуемого вещества, под действием первичного ионизирующего излучения и выявлении в полученных спектрах узких характеристических пиков, спектральное положение которых на оси энергий специфично для атомов различных элементов периодической таблицы. Интенсивность пиков позволяет судить о количестве атомов данного элемента в исследуемой пробе, а слабые энергетические сдвиги пиков по отношению к их эталонному положению (характерному для чистого элемента) – о химическом состоянии изучаемых атомов.

Электронный спектр представляет собой распределение эмитируемых электронов по кинетическим энергиям.

Закон Мозли.

Поскольку разность энергий электронных уровней ( ∆Е) атома индивидуальна для любого элемента, по положению рентгеновской линии в спектре их можно идентифицировать. Положение линии в эмиссионном рентгеновском спектре легко оценить, используя Мозли:

∆Е=hv=(2пm_ee⁴(Z - ζ)²) [1/n₀² – 1/n₁²] / h² , где v – частота рентгеновской линии, m_e – масса электрона, е – заряд электрона, h – постоянная Планка, Z – атомный номер элемента, ζ- постоянная экранирования,n₀ и n₁ главные квантовые числа начального и конечного состояний.

Рентгеновская трубка.

Рентге́новская тру́бка — электровакуумный прибор, предназначенный для генерации рентгеновского излучения.