Екзаменаційний білет № 12

1. Експериментальні фізико-хімічні методи аналізу (Месбауeрівська спектроскопія, oптично-рентгенівська – електронна спектроскопія хімічного аналізу (ЕСХА) т.і.).

Месбауерівська спектроскопія

Метод ядерного гамма-резонансу (Месбауерівська спектроскопія) заснований на ефекті Месбауера, який полягає в резонансному поглинанні без віддачі атомним ядром монохроматичного γ-випромінювання, що випускається радіоактивним джерелом. У абсорбційної месбауерівської спектроскопії (найбільш часто застосовується різновиди методу) зразок-поглинач просвічується гамма-квантами, випромінюваними збудженим залізом-57 (57Fe), іридієм-191 (191Ir) або іншим месбауерівським ізотопом. За поглиначем розташовується детектор, за допомогою якого вимірюється коефіцієнт поглинання γ-квантів зразком. Зразок повинен містити такі ж ядра (57Fe, 191Ir і т.д.). Збуджені ядра в джерелі створюються при розпаді відповідного радіоактивного ізотопу (наприклад, 57Co, що перетворюється на збуджений стан 57Fe). У звичайних умовах ядро, яке випромінює гамма-квант, набуває імпульс віддачі (що призводить до деякого зменшення енергії γ-кванта); поглинаюче ядро, захопивши гамма-квант, також набуває імпульс віддачі. Як наслідок, взаємне «точне налаштування» джерела і поглинача збивається на соті частки електронвольт, що дуже мало в порівнянні з типовою енергією гамма-кванта (від десятків кеВ до МеВов), але надзвичайно багато у порівнянні з природною шириною рівня (мікроелектронвольти). Однак ядра таки можна налаштувати в резонанс один з одним, помістивши їх у кристалічну решітку при достатньо низькій температурі. Імпульс віддачі ядра сприймається кристалічною решіткою зразка і джерела (тобто макроскопічними об'єктами), в результаті доплеровского зрушення гамма-ліній стає доволі малим (значно меншим, ніж природна ширина гамма-лінії). Завдяки цій обставині, невелика зміна відносної швидкості джерела і поглинача (порядка см/с) дозволяє сканувати тонку структуру рівнів ядра, яка залежить від його хімічного оточення. Залежність коефіцієнта поглинання зразка від відносної швидкості руху джерела і зразка (тобто від енергії поглинання гамма-кванта) називається месбауерівським спектром поглинання. Цей спектр дозволяє судити про електронну структуру атома в досліджуваній речовині, оточуючих групах та про характер їх взаємодій.

Електронна спектроскопія хімічного аналізу

Електронна спектроскопія хімічного аналізу - метод вивчення будови речовини, заснований на вимірюванні енергетичних спектрів електронів, що вилітають при фотоелектронній емісії. Відповідно до закону Ейнштейна, сума енергії зв'язку вилітаючого електрона (роботи виходу) і його кінетичної енергії дорівнює енергії падаючого фотона hω (h - постійна Планка, ω - частота падаючого випромінювання). По спектру електронів можна визначити енергію зв'язку електронів і їх рівні енергії в досліджуваній речовині. У електронній спектроскопії хімічного аналізу застосовуються монохроматичне рентгенівське або ультрафіолетове випромінювання з енергією фотонів від десятків тисяч до десятків еВ (що відповідає довжинам хвиль випромінювання від десятих часток до сотень). Спектр фотоелектронів досліджують за допомогою електронних спектрометрів високої роздільної здатності (досягнуто роздільну здатність до десятих часток еВ в рентгенівській області і до сотих часток еВ в ультрафіолетовій області). Метод електронної спектроскопії хімічного аналізу застосовується до речовини в газоподібному, рідкому і твердому станах, і дозволяє досліджувати як зовнішні, так і внутрішні електронні оболонки атомів і молекул, рівні енергії електронів у твердому тілі (зокрема, розподіл електронів в зоні провідності). Для молекул енергії зв'язку електронів у внутрішніх оболонках утворюючих їх атомів залежать від типу хімічного зв'язку (хімічні зрушення), тому електронна спектроскопія успішно застосовується в аналітичній хімії для визначення складу речовини і у фізичній хімії для дослідження хімічного зв'язку.

2. Мікроскопія –електронна, електронна растрова, тунельна растрова, атомна силова.

(БІЛЕТ 6 питання 2)

3. Механіко-структурні методи дослідження неньютонівських рідин (зокрема офсетних фарб).(БІЛЕТ 2 питання 1)