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1、第三、四部分 成分和价键分析：任选15道题1. X射线和物质之间相互作用产生的信号？2. 什么是X射线光谱，包括几种技术？X射线光谱是指利用X射线或电子束与物质相互作用，收集出射的X射线信号用来探测物质的结构和成分的光谱技术，包括波谱仪、能谱仪、透射电子显微镜和X射线衍射仪。3. 什么是电子能谱，主要包括哪几种技术，其特点和分析手段如何？元素受激发射的内层电子或价电子的能量分布谱图X-射线光电子能谱、紫外光电子能谱、Auger电子能谱可用于进行元素的定性、定量分析；固体表面薄层成分分析。4. 简述能谱仪和波谱仪的不同？1）分析元素范围，2）分辨率，3）探测极限，4）X光几何收集效率，5）量子效
2、率，6）瞬时X射线谱接收，7）最小电子束斑，8）分析速度，9）谱的失真波谱仪： 元素分析广，探测极限小，分辨率高，适合精确地定量分析；表面要求平滑，分析速度慢，较大束流，容易污染。能谱仪：分析速度快、束流小、电子束比较细、样品要求低、但是在分析元素范围、探测极限、分辨率不如波谱仪。5. 什么是X射线光电效应？X射线与物质相互作用产生电子的现象称为光电效应。电离过程可表示为：M+hv=M*+e-6. 什么是固体样品中电子结合能？电子结合能：在固体样品中是指把电子从所在能级移到费米能级所需能量EB=hv-Ek-sp7. 什么是功函数？逸出功（功函数）固体样品中电子由费米能级跃迁到自由电子能级做需的
3、能量为逸出功。 8. 举例说明三氟醋酸乙酯中各种C1S的电子结合能的变化？该分子中四个C原子处于四种不同的化学环境中，即F3-C-，-C-O，O-CH2-，-CH3。元素的电负性大小次序为FOCH，所以F3-C-中的C1s结合能变化最大，由原来的284.0eV正位移到292.2eV；-CH3中的C1s结合能变化最小。另外两种情况的C1s电子结合能介于二者之间。9. 简述X射线光电子能谱仪的测量原理？将制备好的样品引入样品室时，用一束单色的X射线激发。只要光子的能量大于原子、分子或固体中某原子轨道电子的结合能EB，便能将电子激发而离开，得到具有一定动能的光电子。光电子进入能量分析器，利用分析器的
4、色散作用，可测得其按能量高低的数量分布。由分析器出来的光电子经倍增器进行信号的放大，再显示、记录，得到XPS谱图。10. 简述X射线光电子能谱仪的关键部件？1. X射线源，由灯丝所发出的热电子被加速到一定的能量去轰击阳极靶材，引起其原子内壳层电离；当较外层电子以跃迁方式填充内壳层空位时，释放出具有特征能量的X射线。2.能量分析器 样品在X射线激发下发射出来的电子具有不同的动能，必须把它们按能量大小分离，这个工作是由电子能量分析器完成的。3电子检测器 在XPS分析中所能检测到的光电子流非常弱，一般采用脉冲计数的方法，即用电子倍增器来检测电子的数目。11. Mg和Al作为XPS的阳极靶材，其特征的
5、K射线能量是多少？Mg和Al的特征K射线能量分别是1253.6 eV和1486.6 eV。12. 什么是俄歇电子？为什么俄歇电子的能量和入射激发源能量无关？入射的X射线或电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时，多余能量如果不是以X射线光子的形式放出，而是将能量传递给一个最外层电子，该电子获得能量挣脱原子核束缚，并逸出样品表面，成为自由电子，这样的自由电子称为俄歇电子。从能量关系上看，电子结合能为E2的能级上电子填充E1能级空位，给出能量E1-E2，该能量克服结合能E3后，使E3能级上的电子电离成为俄歇电子，该俄歇电子能量约为DE E1 (Z) E2(Z) E3(Z) 所以俄歇电子能量
6、与入射激发源能量无关。13. 俄歇电子能谱仪的关键部件？初级探针系统 能量分析系统 测量系统14. 衍射利用电磁波或运动的电子束、中子束等与材料内部规则排列的原子作用产生相干散射，发生衍射，获得材料内部原子排列的信息，从而重组出物质的结构。15. 布拉格方程? 由于晶体结构的周期性，可将晶体视为由许多相互平行且晶面间距相等的原子面组成，即认为晶体是由晶面指数（hkl）的晶面堆垛而成，晶面之间的距离为dhkl，设一束平行的入射波（波长）以角照射到（hkl）的原子面上，各原子面产生反射。反射线的光程差为2dsin，只有光程差为波长整数倍时，相邻晶面的反射波才能干涉加强形成衍射线，所以产生衍射的条件为2dsin=n，其中n=0，1，2，3，.称为衍射级数，该方程称为布拉格方程。16. 透射电子显微镜的衬度定义及四种衬度类型。衬度定义：两个相临部分的电子束强度差质量厚度衬度：是由于材料的质量厚度差异造成的透射束强度的差异而产生的衬度（主要用于非晶材料）。衍射衬度：由于试样各部分满足布拉格条件的程度不同以及结构振幅不同而产生的（主要用于晶体材料）。相位衬度：试样内部各点对入射电子作用不同，导致它们在试样出口表面上相位不一，经放大让它们重新组合，使相位差转换成强度差而形成的。原子序数衬度： 衬度正比于Z2。相位衬度和振幅衬度同时存在。
