1.2.2　XPS精细谱化学态识别

当处于一定化学环境中的原子发生得电子或失电子时，其结合能会发生变化，产生化学位移（图1.3）。由于化合物结构的变化和元素化学状态的变化引起的谱峰有规律的位移称为化学位移。因此，XPS最主要的能力和技术优势之一即为扫描（窄扫描，Narrow Scan）对应元素的精细谱，通过精准的能量位置就可以进一步判断元素所处的价态或化学态。

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图1.3　XPS结合能位移与化学态相关示意图

原子核外电子会受到其他轨道电子的排斥力，也会受到原子核的库仑作用而被吸引（图1.4）。大部分情况下，当原子得电子时，电子间斥力变大，结合能向低能位移；当原子失电子时，原子核对电子的吸引力变大，结合能增加，结合能向高能位移。所以，多数情况下，同一原子失去电子（发生氧化）时，结合能会往高能位移，得电子（发生还原）时，结合能会往低能位移。准确的光电子能量峰值可表征被激发原子的化学态，化学位移的方向与强度取决于所探测的元素及轨道。当化学环境变化时，某些原子的化学位移有几个电子伏特，从图谱中很容易分辨，但某些原子的化学位移并不明显。