Photoelektronenspektroskopie

Bei der Photoelektronenspektroskopie wird Röntgenstrahlung eingesetzt. Diese Strahlung hat genug Energie, um Elektronen aus den Atomen herauszulösen. Die herausgelösten Elektronen bezeichnet man als Photoelektronen.

Oben zeige ich ein Spektrum, das ich selbst aufgenommen habe. Die Bindungsenergie gibt jeweils an, wie stark das Elektron an dem Atom gebunden war. Je kleiner diese Energie ist, desto schneller sind die Elektronen, die von einem bestimmten Photon herausgelöst wurden.

Man kann mit der Photoelektronenspektroskopie sehr schön die Schalenstruktur des Atoms erkennen. Im obigen Bild sieht man die Elektronen, die das P-, D- und F-Orbital der 4. Hauptschale des Atoms verlassen haben. Außerdem sieht man sehr schwach die Elektronen aus dem P-Orbital der 5. Hauptschale und aus dem S-Orbital der 6. Hauptschale. Für schwere Atome können die Schalen offensichtlich überlappen. Zudem sieht man, dass es in den Schalen zusätzliche Unterstrukturen gibt.

Bei dem hier untersuchten Atom handelt es sich um Europium. Dieses Element befindet sich im Periodensystem der Elemente in der oberen der beiden Reihen, die meist unter das System gezeichnet werden. Die Atome dieser Reihe werden als seltene Erden bezeichnet. Europium ist jedoch nicht besonders selten. Es ist nicht radioaktiv und wird in magnetischen Materialien verwendet.