UV- Photoelektronenspektroskopie

1. UV-Photoelektronenspektroskopie Seminarvortrag zum PC II-Praktikum von Vanessa Sch�nig 04.11.2004

2. Einleitung Photoelektronen UV- Licht und dessen Erzeugung Photoelektronenspektrometer Theorie Aufbau und Funktionsprinzip PE-Spektren Anwendungsbeispiel

3. Photoelektronen: 1887: Heinrich Hertz entdeckt den Photoeffekt (Induktion eines Stroms in einer Photozelle durch Bestrahlung mit kurzwelligem Licht) 1905: Einstein formuliert das Photoelektrische Gesetz (Quantisierung des Lichts): es gilt folgende Annahme: mit EB: Gesamtenergie zum Verlassen des Materials f�r ein Elektron im i-ten Niveau Ekin: Kinetische Energie des Photoelektronen hv: Photonenenergie h=6,6260755 * 10-34 J s ? Photoelektronen entstehen, wenn h? = EB ? PES: Elektronenspektroskopie, bei der durch Photoionisation erzeugte Elektronen als Informationstr�ger f�r Informationen �ber ihr Ursprungssystem dienen

4. UV Licht: Elektromagnetische Strahlung im Bereich 400 � 10 nm (� 3 � 1000 eV) UV-Strahlung ist nicht sichtbar, kann jedoch durch Fluoreszenz sichtbar gemacht werden. UV-Strahlung kann gebrochen, reflektiert, gebeugt und absorbiert werden (wie sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung)

5. Anregung in der Gasphase durch He (I) Entladung (� 21.22eV) oder He (II) Entladung (� 40.8 eV). Anregung von Valenzelektronen der Probe f�hrt zu Photoelektronen Bei Verwendung von R�ntgenlicht (XPS) (hv >100 eV, meist im keV-Bereich) k�nnen die elektronischen Zust�nde der inneren Atom-/Molek�lorbitale detektiert werden. (Anwendung bei Feststoffen) Informationen �ber die kernnahen Niveaus

6. Jedes aus der Valenzschale emittierte Photoelektron besitzt eine charakteristische kinetische Energie

10. H2S-Abspaltung aus Dithioessigs�ure und die Charakterisierung des hierbei gebildeten Thioketens nach: 1. Aufnahme des PE-Spektrums von Dithioessigs�ure bei Raumtemperatur

12. H2S-Abspaltung aus Dithioessigs�ure und die Charakterisierung des hierbei gebildeten Thioketens nach: 1. Aufnahme des He(I)-PE-Spektrums von Dithioessigs�ure bei Raumtemperatur 2. kontinuierliches Heizen mit dem Ofen, bis die Banden des Eduktes verschwinden und nur noch die der Produkte sichtbar sind

15. H2S-Abspaltung aus Dithioessigs�ure und die Charakterisierung des hierbei gebildeten Thioketens nach: 1. Aufnahme des PE-Spektrums von Dithioessigs�ure bei Raumtemperatur 2. kontinuierliches Heizen mit dem Ofen, bis die Banden des Eduktes verschwinden und nur noch die der Produkte sichtbar sind Das temperatur-optimierte Spektrum des Zersetzungsgemisches enth�lt keine Eduktbanden mehr, daf�r aber die Literaturbekannten von H2S. Subtrahiert man das Edukt-Spektrum vom Produkt- Spektrum, so erh�lt man das extrahierte Restspektrum.

17. Vergleich mit bereits ver�ffentlichtem Spektrum Spektrenvergleich f�r verschiedene Reaktionswege Vergleich mit dem Bandenmuster chem. Verwandter, m�gl. isoelektronischer Verbindungen Besonders bei kleinen Molek�len genaue Berechnungen

18. Erzeugung von Photoelektronen durch He(I) /He(II)-Entladung Messung von Ekin der Photoelektronen und Zuordnung ihrer Ursprungsorbitale anhand und dem Koopman �Theorem M�glichkeit der Identifizierung von Molek�len in der Gasphase und deren Charakterisierung Online Analytik und Verfolgung von Reaktionen in Echtzeit