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    同步辐射吸收谱(XAFS)有关原子和分子结构的深入见解
    来源: 时间:2023-12-06 09:36:20 浏览:2556次

    同步辐射吸收谱(XAFS)有关原子和分子结构的深入见解

     

    同步辐射吸收谱(XAFSX-ray Absorption Fine Structure)是一种强大的分析手段,可以揭示原子和分子层面的结构奥秘本文将详细介绍同步辐射吸收谱(XAFS的相关知识,包括原理、应用范围、谱图解析等方面,为大家提供关于原子和分子结构的深入见解。

     

     

     

    一、原理

    同步辐射吸收谱是一种基于X射线吸收的谱学技术当同步辐射光源照射到样品上时,样品中的原子会吸收能量,产生电子跃迁。XAFS主要包括两个部分:近边区(XANESX-ray Absorption Near-Edge Structure)和扩展边(EXAFSExtended X-ray Absorption Fine Structure)。

    1. 近边区(XANES):XANES反映了原子吸收边的精细结构,可以提供吸收原子的电子结构信息,如价态、对称性、轨道占据等。

    2. 扩展边(EXAFS):EXAFS反映了吸收原子周围配位原子的信息,如配位原子种类、键长、配位数、无序度等。

     

    二、应用范围

    同步辐射吸收谱(XAFS)广泛应用于材料科学、环境科学、生物医学、化学等领域。

    以下为几个应用实例:

    1. 材料科学研究:XAFS可以用于研究金属合金、半导体、陶瓷等材料的组成、结构和性能关系。

    2. 环境科学研究:XAFS可以用于分析污染物质中的有毒元素,如重金属等,了解其环境行为和生物效应。

    3. 生物医学研究:XAFS可以用于研究生物大分子(如蛋白质、核酸)的结构和功能,以及金属离子在生物体中的作用和代谢机制。

    4. 化学研究:XAFS可以用于研究分子和晶体中的原子配位环境、键长和键角等结构信息。

     

    三、谱图解析

    1. XANES谱图解析:通过比较实验谱与已知标准谱,可以确定吸收原子的价态、轨道占据等信息;此外,通过计算模拟谱,可以进一步揭示原子电子结构的细节。

    2. EXAFS谱图解析:通过对谱图进行拟合,可以得到吸收原子周围的配位原子种类、键长、配位数等信息;此外,利用小波变换等方法,可以区分出不同配位原子的距离和种类。

     

    四、优势

    1. 高灵敏度:同步辐射光源具有很高的亮度和强度,可以对微量元素和低含量元素进行准确测量。

    2. 高分辨率:同步辐射光源具有很高的能量分辨率,可以揭示原子和分子层面的精细结构。

    3. 多元素同时测量:同步辐射吸收谱可以同时测量多种元素的吸收边,有利于研究复杂样品中的元素组成和分布。

    4. 无损检测:同步辐射吸收谱是一种非破坏性分析方法,对样品的影响较小,适用于珍贵样品的分析。

     

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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