锌 • 过渡金属

锌元素 XPS 主峰：Zn2p
干扰峰：O KLL、V LMM
常见化学状态的结合能：

化学状态结合能 Zn2p3/2/eV
锌金属1021.7
ZnO~1022

以外来 C1s 谱峰（284.8 eV）作为基准进行氧化物荷电校正。

实验信息

  • 与锌金属相比，某些化合物的结合能位移较小。
    • 仅采集 Zn2p 峰可能难以区分化学态。
    • 采集 Zn LMM 主峰以及 Zn2p 峰。
      • 与 Zn2p 相比，Zn LMM 观察到的化学位移更大。

XPS 光谱解读

  • Zn2p 峰具有明显的自旋轨道分裂峰 (Δ金属=23 eV)。
  • ZnO 的 O1s 谱图有些不寻常，它有两个峰可能归属于 Zn(OH)2、ZnCO3 或者氧空位。
  • 锌在 Zn2p3 区域的结合能位移较小（1021eV-1023eV，模态值）。
    • 当存在一种以上的锌化学状态时，峰宽度可能增加。
  • Zn2p 峰通常在动能约 990 eV 处伴有俄歇峰。
    • 如果锌颗粒表面被覆盖（例如，被碳层覆盖），即便观察不到 Zn2p 峰，也可以观察到 Zn 的俄歇峰（由于电子动能的差异）。
    • 同样，即使未观察到 Zn2p 峰，也可观察到 Zn3p 峰（动能非常高）。
  • 采用 X 射线诱导产生的 Zn LMM 俄歇峰的化学位移较大。
    • Wagner 图可有助于化学成分归属。

基本信息说明

  • 锌在合金中和一定蒸气压下可能发生迁移，担心将锌引入高真空环境中。
    • 实际上，如果样品不是在真空条件下加热，就不是值得担忧的问题。

crystal structure关于本元素

符号：Zn
发现时间：1746
命名起源：德语 zink
外观：蓝白色
发现人：Andreas Marggraf
来源于：闪锌矿、炉甘石

熔点：692 K
沸点：1180 K
密度[kg/m3]：7140
摩尔体积：9.16 × 10-6 m3/mol
质子/电子：30
中子：35
壳层结构：2,8,18,2
电子构型：[Ar]3d104s2
氧化态：2,3
晶体结构：六方晶系

虽然 A.Marggraf 在1746年首次从炉甘石的木炭还原过程中分离出锌，但锌合金已使用了几个世纪。这种蓝白色金属在环境温度下易碎，但在110°C-150°C时可锻造。锌是
动植物生长的必需元素，生物体体内锌浓度的变化能导致严重的健康问题。锌的主要用途是给钢铁镀锌，防止腐蚀。锌还用于制造各种金属合金，如黄铜、青铜和铝焊料。氧化锌用于生产塑料、化妆品和壁纸，而硫化锌则应用于发光表盘、电视屏幕和荧光灯。

 

应用指南

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