광전자 분광학: 두 판 사이의 차이

'''광전자 분광학'''(Photoelectron Spectroscopy, PES) 은 높은 주파수의 광선 (자외선 혹은 x-선) 을 시료에 비추고 방출된 광전자의 운동에너지를 측정한다. 전자의 운동 에너지에 따른 단위 시간당 광전자의 수가 그래프나 스펙트럼으로 나타난다.<ref name="785현대일반화학785">Oxtoby Gillis Nachtrieb, 일반화학교재연구회 역(2003), 『현대일반화학 제5판』2권, 자유 아카데미, p.785.</ref> 광전자 분광학은 영의 값을 기준으로 각각의 원자 오비탈의 에너지를 결정할 수 있으므로 원자구조를 양자적으로 설명하는데 도움이 된다.<ref name="786현대일반화학786">Oxtoby Gillis Nachtrieb, 일반화학교재연구회 역(2003), 『현대일반화학 제5판』2권, 자유 아카데미, p.786.</ref> 광전자 분광학은 분자 결합의 분자오비탈을 확인하고 분자오비탈의 결합 에너지를 측정할 수 있기 때문에 분자내의 전자 구조를 연구하는데 매우 유용한 방법이다.<ref name="786현대일반화학786"/>

21.22eV의 에너지를 가지는 58.43nm 파장의 헬륨(I) 광선을 이용하여 이원자 기체 시료의 광전자 분광 측정을 한다고 가정해보자. 에너지 분석기를 이용하여 방출된 광전자의 운동에너지를 측정한 스펙트럼은 여러 개의 피크 (peak) 로 이루어지고 각각의 피크를 i로 표시한다.<ref name="786현대일반화학786"/> 광자의 에너지를 알고 있기 때문에 전자의 운동에너지로부터 전자가 자유로와지는데 필요한 결합에너지인 BE_i를 결정하는 것은 다음의 식을 따른다.

이온화에너지는 광전자가 생성된 오비탈의 결합에너지의 음의 값이라는, IE_i=-BE_i, 쿠프만 (Koopmans) 이론은 광전자 분광법으로 얻은 실험 값과 결합에너지의 양자이론 값을 비교 확인하는 유용한 방법을 제공한다.<ref name="786현대일반화학786"/>