케이엣지

X선 흡수 분광학에서 K-edge는 X선의 에너지가 광자와 상호작용하는 원자의 가장 안쪽 전자 껍질의 결합 에너지 바로 위에 있을 때 발생하는 X선 흡수의 급격한 증가다.이 용어는 가장 안쪽의 전자 껍질이 K-셸이라고 알려진 X-ray 표기법에 근거한다.물리적으로 이러한 급격한 감쇠 증가는 광자의 광전 흡수에 의해 발생한다.이러한 상호작용이 일어나려면 광자는 K-셸 전자(K-edge)의 결합 에너지보다 더 많은 에너지를 가져야 한다.따라서 전자의 결합 에너지 바로 위에 에너지를 가진 광자는 이 결합 에너지 바로 아래 또는 상당히 위에 에너지를 가진 광자보다 흡수될 가능성이 더 높다.^[1]

K-edge 근처의 에너지 또한 연구 대상이며, 다른 정보를 제공한다.

사용하다

두 가지 방사성동위원소 요오드와 바륨은 각각 33.2 keV와 37.4 keV의 X선 흡수에 이상적인 K-셸 결합 에너지를 가지고 있으며, 이는 대부분의 진단 X선 빔의 평균 에너지에 가깝다.K 쉘이 아닌 다른 내부 쉘에 대해서도 유사한 급격한 감쇠 증가를 발견할 수 있다. 현상의 일반적인 용어는 흡수 에지다.^[2]

이중 에너지 컴퓨터 단층 촬영 기법은 하위 튜브 에너지에서 요오드화 방사광트래스의 감쇠율을 증가시켜 요오드화 방사광트와 혈액 및 출혈과 같은 다른 고감쇠 생물학적 물질의 대비 정도를 높인다.^[3]

메탈 K-엣지

금속 K-edge 분광학(Metal K-edge Spectroscopy)은 전이 금속 원자와 복합체의 전자 구조를 연구하는 데 사용되는 분광기법이다.이 방법은 금속에서 국부화된 발란스 결합 상태에 1초 전자가 흥분하여 발생하는 X선 흡수를 측정하여 K-edge라는 특성 흡수 피크를 생성한다.K-edge는 사전 에지 영역(사전 에지 전환과 상승 에지 전환)과 근거리 영역(강력 에지 전환과 그 위 약 150 eV)으로 나눌 수 있다.

사전 에지

오픈 쉘 전환 금속 이온의 K-edge는 강렬한 에지 점프보다 낮은 에너지에서 약한 사전 에지 1s-valence-metal-d 전환을 보여준다.이 쌍극-매입형 전환은 쿼드폴 메커니즘을 통해 강도를 높이고/또는 4p를 통해 최종 상태로 혼합한다.사전 에지에는 리간드 장과 산화 상태에 대한 정보가 들어 있다.금속의 산화도가 높아지면 금속 d 궤도상에 대한 1s 궤도 안정화가 더욱 높아져 사전 에지의 에너지가 높아진다.리간드와의 접합 상호작용은 금속의 유효핵전하(Z_eff)에도 변화를 일으켜 전 에지 에너지의 변화를 일으킨다.

에지 전이 전 강도는 흡수 금속 주위의 기하학에 따라 달라지며 분자의 구조 대칭과 상관될 수 있다.^[4]중심대칭이 있는 분자는 전 에지 강도가 낮은 반면, 분자가 중심대칭에서 멀어질수록 강도가 높아진다.이러한 변화는 분자가 중심대칭성을 상실함에 따라 4p와 3d 궤도를 더 많이 혼합하기 때문이다.

욱일점

상승 에지는 사전 에지를 따르며, 해결하기 어려운 여러 가지 중첩된 전환으로 구성될 수 있다.상승 에지의 에너지 위치에는 금속의 산화 상태에 대한 정보가 포함되어 있다.

구리 콤플렉스의 경우 상승 에지는 강렬한 전환으로 구성돼 결합에 대한 정보를 제공한다.Cu^I 종의 경우 이 전환은 뚜렷한 어깨로, 강렬한 전기-디폴 허용 1s→4p 전환에서 발생한다.이러한 Cu^I 단지의 상승 에지 전환의 정규화된 강도와 에너지는 2개, 3개, 4개로 구성된 Cu^I 사이트를 구별하는 데 사용할 수 있다.^[5]고산화 상태 구리 원자의 경우 1s→4p 전환은 에너지가 더 높고, 근거리 영역과 혼합된다.그러나 공식적으로 금지된 두 전자 1s→4p+쉐이크다운 전환으로부터 Cu와^III 일부 Cu^II 콤플렉스에 대해서는 상승 에지 지역의 강렬한 전환이 관찰된다.이러한 "흔들림" 과정은 흥분 상태의 이완으로 이어지는 1s→4p 전환에서 발생하며, 흥분된 상태로 리간드 대 금속 전하 전달이 뒤따른다.

이 상승 에지 전환은 VBCI(Valence Bond Configuration) 모델에 장착하여 지상 상태 파동 기능의 구성과 지상 상태 공정에 대한 정보를 얻을 수 있다.VBCI 모델은 지면과 흥분 상태를 금속 기반 d-상태와 리간드 기반 전하 전달 상태의 선형 결합으로 설명한다.접지 상태에 대한 전하 전달 상태의 기여도가 높을수록 접지 상태 공밸런스가 높아져 금속-리간드 결합이 강화된다.

근거리

근거리 영역은 아직 핵심 잠재력의 영향을 받고 있는 연속체 수준으로의 전환을 기술하기 때문에 정량적으로 분석하기 어렵다.이 지역은 EXAFS 지역과 유사하며 구조 정보를 포함하고 있다.에지 영역에서 계량 파라미터의 추출은 MXAN 소프트웨어에 구현된 다중 스코터링 코드를 사용하여 얻을 수 있다.^[6]

리간드 K엣지

리간드 K-엣지 분광법은 금속 리간드 복합체의 전자 구조를 연구하는 데 사용되는 분광기법이다.^[7]이 방법은 리간드 1s 전자가 채워지지 않은 p 궤도(주요 양자 번호 $n{\displaystyle }$ ${\displaystyle \le }$ ${\displaystyle 4}$ ${\displaystyle$ n$\leq$ 4$\})$와 연속체 상태로 흥분하여 발생하는 X선 흡수를 측정하여 K-edge라고 불리는 특성 흡수 기능을 생성한다.

사전 편집

가장자리보다 낮은 에너지에서의 전환은 어떤 리간드 p 문자로 궤도로 이어진다면 발생할 수 있다; 이러한 특징들을 프리 에지라고 부른다.사전 에지 강도(D₀)는 미충전 궤도 내 리간드(L) 문자의 양과 관련이 있다.

${\displaystyle D_{0}(L\ 1s\rightarrow \psi ^{*})=const\ \vert \langle L\ 1s\vert \mathbf {r} \vert \psi ^{*}\rangle \vert ^{2}=\alpha ^{2}\ const\ \vert \langle L\ 1s\vert \mathbf {r} \vert L\ np\rangle \vert ^{2}}$

여기서 $\{\$은(는) 미충전 궤도 파동 함수, r은 전이 ${\displaystyle {쌍극\mathrm{}}^{}}$ 연산자,$\alpha 2{\displaystyle {}^{}}$ {\$displaystyle \alpha \2 ^{$2}}은$$ 궤도 내 "공발력" 또는 리간드 문자다.Since ${\displaystyle \psi ^{*}={\sqrt {1-\alpha ^{2}}}\vert M_{d}\rangle -\alpha \vert L_{np}\rangle }$, the above expression relating intensity and quantum transition operators can be simplified to use experimental values:

${\displaystyle D_{0}={\frac {\alpha ^{2}h}{3n}}}I_{s}}$

여기서 n은 흡수 리간드 원자의 수, h는 구멍의 수, 그리고 나는_s 실험적으로 결정될 수 있는 전이 쌍극자 적분이다.따라서 사전 에지 강도를 측정함으로써 분자 궤도 내 리간드 문자의 양을 실험적으로 결정할 수 있다.

참고 항목

• 메탈 L-엣지
• 연장된 X선 흡수 미세 구조

참조