高考申論題
110年
[環境檢驗] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
X 光電子能譜儀為表面分析的有效工具，可以偵測樣品表面奈米等級厚度內的訊號，請說明：（每小題 10 分，共 20 分）
X 光電子能譜儀為表面分析的有效工具，可以偵測樣品表面奈米等級厚度內的訊號，請說明：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
此一儀器的表面取樣深度達於奈米尺度的原理。
思路引導 VIP
本題考查 XPS 的表面敏感性（Surface Sensitivity）。關鍵在於光電子在固體中的「平均自由徑」（Mean Free Path）。雖然 X 光穿透深度很深，但產生的「電子」卻跑不出來。
小題 (二)
對鐵元素來說，中性鐵原子以及二價鐵離子（Fe2+）在 X 光電子能譜儀分析圖譜中，其 Fe2p光電子訊號具有不同束縛能的原因。
思路引導 VIP
本題考查 XPS 的「化學位移」（Chemical Shift）。考生應說明氧化態如何改變原子的電子雲環境，進而影響核心電子感受到的有效核電荷。
小題 (三)
針對(1)層析柱、(2)管柱溫度、(3)載氣、(4)固定液配比、(5)氣化室溫度及偵測器溫度等項目,說明氣相層析法之操作條件的選擇原則。(9分)
思路引導 VIP
看到氣相層析(GC)操作條件選擇，應立即聯想「層析分離度(Resolution)與分析時間(Time)的權衡」，並從熱力學（分配係數、溫度）與動力學（凡迪姆特方程式、載氣流速、膜厚）角度切入。答題時需逐項條列，並扣緊待測物沸點、極性與偵測器相容性等物理化學性質進行論述。