固体催化剂表征技术-第05章.pdf
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第五章 表面分析与电子能谱
中国石油大学(北京) Dr. 黄星亮
表面分析:指分析催化剂的表面组成及结构。
原因:多相催化反应发生在催化剂的表面
上,或相界面处,而这些地方是与催化剂体内性质不
相同的非均匀相,但是它们的性质却决定着催化剂的
表面吸附和催化反应。有时还深刻的影响着催化剂体
内的物化性质。
目的:可获得有关催化剂表面物理化学性质
的各种信息。
中国石油大学(北京) Dr. 黄星亮
第一节 表面、表面能谱概述
一、表面能谱涉及的原子能级和固体能带的概念
一、
1、j量子数和电子能级
原子核外电子运行满足的条件:
原子核外电子运动状态必须满足力学波动方程
电子状态由主量子数n、角量子数l、磁量子数m、和自
旋量子数m 确定。
s
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在四个量子数n、l、m 、m 中,只有n、l有
s
明确的意义。
m、ms只有在两种特殊的情况下才有意义
(如忽略电子自旋磁矩与电子轨道磁矩的相互
作用,或强外磁场存在的条件)
为此,引进新概念:总角动量Pj
总角动量P :就是电子的合动量矩,它反
j
映了电子的轨道动量矩Pl和电子自旋动量矩Ps
的合作用。它是量子化的。满足下式:
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h
P j j ( 1)
+ ×
j 2π
式中:h为普朗克常数,j称为内量子数
(也称角量子数),其值为:
j =︱l+m ︱,m = ±1 /2
s s
这样:l=0,j=1 /2
l≠0,j=l ±1 /2
由此可知:
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l=0 s态 有s1 /2
l=1 p 态 有p 1 /2 ,p 3 /2
l=2 d态 有d 3 /2 ,d 5 /2
l=3 f 态 有f 5 /2 ,f 7 /2
这样,原子的核外电子能级就可由三个量子数n 、
l、j 决定,电子的能级为:
中国石油大学(北京) Dr. 黄星亮
中国石油大学(北京)
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