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2024年5月7日发(作者:)
XPS能谱在配位化学中的应用
X射线光电子能谱(XPS)又称为化学分析用电子能谱法(ESCA),是近年来发展最快的
仪器分析技术之一。应用XPS研究配合物能直接了解中心离子内层电子状态及与之相结
合的配体的电子状态和配位情况,可获得有关电荷转移的信息,对于中心离子的电子结
构、配位键的形成及其性质等的研究,其结果很具有说服力。现在,XPS已成为研究配合
物的有力工具。
一、XPS研究配合物的原理
利用XPS已成为研究配合物的原理是这样的:
具有足够能量的入射光子和样品中的原子相互作用时,单个光子把它的全部能量转移
给原子中某壳层上一个受束缚的电子,如果能量足以克服原子其余部分对此电子的束缚作
用,电子即以一定的动能发射出去。利用检测器测量发射出的光电子动能,可以得到样品
中原子的电子结合能。
分子内原子的电子结合能反映了它们所处的化学环境。在配合物中,影响结合能大小
的因素包括:?配合物的立体结构,?配合物的电负性。?中心离子的氧化态,?配体电荷的
转移。
在配合物的XPS研究中,振激(shake-up)伴峰反映了中心离子的电子结构及配体和
金属离子的相互作用,多重裂分(Multi-plet splitting)反映了中心离子的内层电子状态,
对于研究配合物的结构特性极为有用。
二、利用XPS研究配合物的实例
2.1 N,配体配合物的研究。
XPS谱峰显示HEDTA和NaHEDA分子中两个N都质子化了。两者的422
N1s谱峰很相似,在约402.4eV处有一单峰。而在配合物NaEDTA,MgEDTA,
42CaEDTA中其N原子未质子化,在400.2eV处有一个单峰。所以在RN:和23
+RN:H两种构型中,N1s谱峰约有2.2eV的化学位移,对于配合物MgHEDTA322
的XPS谱峰分析,在399.2众和402.2eV处有两个强峰。由此可知该分子中一个N原子
质子化了,另—个N原子末质子化。
XPS可用来区分配体在界内(inner-sphere)或界外(Out-sphere)。配体在界外
,13时具有阴离子性质,电子云密度比配体在界内时大,因此结合能小。
2.2 利用XPS还可以研究配合物中配体的桥基原子和端基原子。
,对Cl2p光电子能谱的研究表明,结合能大小是C1>C1>Cl(C1是桥基原btb
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