XANES谱及分析基础陈栋梁

Beijing Synchrotron Radiation Facility北京同步辐射装置

和X数射据线分吸析收讲谱学习实班验

XANES谱基本原理

XAFS谱描述

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基于Fermi黄金规则，在外场E??作用下，原子吸收X射线光子，在初态?i和终态?f的跃迁吸收系数：

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2

idr把指数项做多级展开，保留电偶极和四级项：

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四级/偶极~（Zeff/2×137）

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初态决定吸收边（K，Lx，Mx等），终态是激发态（困难的由来）。

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XANES谱基本原理

北京同步辐射装置

XBeijing Synchrotron Radiation Facility定性判定：单原子

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原子的选择定则:LS耦合，单电子近似

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和射数线据吸分收析谱讲学习实班验

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和X数射据线分吸析收讲谱学习实班验

XANES谱基本原理

定性判定：单原子/连续体

单原子：对于电偶极跃迁?K 边：初态为1s (n=1，l=0，m=0)；终态为p?LⅠ边：初态为2s (n=2，l=0，m=0)；终态为p?LⅡ边：初态为2p1/2(n=2，l=1，j=1/2)；终态为d, s ?

LⅢ边：初态为2p3/2(n=2，l=1，j=3/2)；

终态为d, s

连续体：多原子分子，液体，固体等凝聚态体系

?简单的初态：1s，2s ，2p1/2，2p3/2

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复杂的终态：原子轨道（态）的相互作用，杂化！（分子轨道和晶体场理论，多重散射理论和能带理论等）；激发态！?

基本的跃迁：

↖s→p，K边（1s）;LⅠ边（2s）

↖p→d，LⅡ边（2p1/2），LⅢ边（2p3/2）

XANES谱分析的关键：终态！包括什么态才是可以允许跃迁的（跃迁规则），及能够跃迁多少（态密度）。

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XANES谱基本原理

定性判定：凝聚态体系

试着：Cr2O3，Cr K-边XANES

Cr:1s22s22p63s23p63d54s14p0

1s→连续态

1s→4p（(n+1)p）

1s→3d?（nd）,四级

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和X数射据线分吸析收讲谱学习实班验

XANES谱基本原理

定性判定：凝聚态体系

试着：Cr2O3和Na2CrO4，Cr K-边XANES

Cr:1s22s22p63s23p63d54s14p0

1s→连续态

1s→4p（(n+1)p）

1s→3d?（nd）,四级?