دانلود کامل ترین جزوه طیف سنجی مولکولی

جزوات رنگی و تایپ شده طیف سنجی مولکولی

دانلود فایل

 

هولاس پیام نور آزاد دانشگاه علمی کاربردی خلاصه کتاب غلامPDF اسلامپور

 

 

 

 

 

اصول کلی
آمولکول مجموعه ای از بار مثبت استهسته ( ).

: ‌‌تابش الکترومغناطیسی با این سطوح انرژی مولکولی اساس طیف‌سنجی الکترونی ، طیف‌سنجی‌های مرئی، مادون قرمز (IR) و ماوراء بنفش (UV)، طیف‌سنجی رامان و طیف‌سنجی مایکروویو فاز گازی را تشکیل می‌دهد.

مجموعه دوم از برهمکنش های مولکولی اساس را تشکیل می دهدطیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای (NMR) طیف‌سنجی رزونانس اسپین الکترون (ESR) وطیف‌سنجی رزونانس چهار قطبی هسته‌ای (NQR). دو مورد اول به ترتیب از برهمکنش گشتاور مغناطیسی یک هسته یا یک الکترون با یک میدان مغناطیسی خارجی ناشی می‌شوند . ماهیت این برهمکنش به شدت به محیط مولکولی که هسته یا الکترون در آن قرار دارد بستگی دارد. مورد دوم به دلیل برهمکنش یک گشتاور چهارقطبی الکتریکی هسته ای با میدان الکتریکی تولید شده توسط الکترون های اطراف است. آنها در این مقاله مورد بحث قرار نخواهند گرفت.

 

دانلود رایگان جزوه طیف سنجی مولکولی خلاصه کتاب pdf پی دی اف

 

طیف‌های مولکولی زمانی جزوه طیف سنجی مولکولی می‌شوند که یک مولکول تحت جذب یا انتشار تابش الکترومغناطیسی با افزایش یا کاهش انرژی است. محدودیت هایی وجود دارد که توسط قوانین مکانیک کوانتومی تحمیل شده است ، در مورد اینکه کدام جفتسطوح انرژی می تواند در تغییرات انرژی و میزان تابش جذب شده یا ساطع شده شرکت کند. شرط اول برایجذب تابش الکترومغناطیسی توسط یک مولکول در حال گذار از یک حالت انرژی پایین تر، Elo ، به یک حالت انرژی بالاتر، E hi ، این است کهفرکانس تابش جذب شده باید با تغییر انرژی توسط Ehi – E lo = h ν مرتبط باشد که ν فرکانس تابش و h ثابت پلانک است . برعکس، اعمال تابش الکترومغناطیسی با فرکانس ν به یک مولکول در حالت انرژی Ehi می‌تواند منجر به انتشار تابش اضافی فرکانس ν شود زیرا مولکول در حال گذار به حالت Elo است . این دو پدیده به عنوانجذب القایی وانتشار القایی ، به ترتیب. همچنین یک مولکول در حالت برانگیخته (بالا) انرژی می تواند به طور خود به خود تابش الکترومغناطیسی ساطع کند و بدون حضور تشعشعات القایی به سطح انرژی پایین تر بازگردد .

 

به عبارت ساده، طیف‌سنجی پراکندگی نور به رنگ‌های اجزاء است.

منm a ge w i l l b e Up l o a de dاسo o nمنمترآgهwمنللبهUپلoآدهداسoon

ما کاربرد طیف‌سنجی را در قانون بیر-لامبرت می‌یابیم.

در این قانون از طیف سنجی الکترومغناطیسی برای یافتن کیفیت و کمیت مواد شیمیایی موجود در یک دارو استفاده می کنیم.

در اینجا، ما در حال مطالعه طیف سنجی اتمی و مولکولی هستیم. هنگامی که اتم ها و مولکول ها تابش الکترومغناطیسی را جذب یا تابش می کنند، این مطالعه را به ترتیب طیف سنجی اتمی و مولکولی می نامیم.

در این صفحه طیف سنجی اتمی و مولکولی را با انواع طیف سنجی مولکولی به تفصیل درک خواهیم کرد.

معنی طیف سنجی اتمی
الکترون ها در سطوح مختلف انرژی در یک اتم وجود دارند. می دانیم که اوربیتال های اتمی از نظر تعداد گسسته هستند. همچنین، آنها دارای سطوح انرژی گسسته هستند.

هنگامی که الکترون ها بین این اوربیتال ها نوسان می کنند، انرژی را جذب یا ساطع می کنند.

انرژی ساطع شده برابر است با اختلاف انرژی بین سطوح انرژی مداری جزوه طیف سنجی مولکولی اتم آنها.

طیف سنجی نوری
در طیف‌سنجی نوری، یک الکترون انرژی را برای رسیدن به سطح انرژی بالاتر یا اوربیتال بالاتر جذب می‌کند.

علاوه بر این، الکترون‌ها وقتی به سطح انرژی پایین‌تر یا اوربیتال پایین‌تر برمی‌گردند، انرژی ساطع می‌کنند.

بنابراین، الکترون ها انرژی را به شکل فوتون (ذرات نور) جذب یا منتشر می کنند.

از آنجایی که هر عنصر دارای تعداد منحصر به فرد الکترون است. بنابراین، یک اتم انرژی را در یک الگوی منحصر به فرد به هویت عنصری خود جذب/آزاد می کند، به عنوان مثال، Ca، Na.

بنابراین جذب و گسیل فوتون ها نیز در یک الگوی منحصر به فرد رخ می دهد.

شناسایی نوع اتم های موجود در نمونه یا تعداد اتم های موجود در نمونه را می توان با اندازه گیری تغییرات طول موج نور و شدت نور انجام داد.

انواع طیف سنجی نوری
طیف‌سنجی نوری خود را به دو بخش زیر تقسیم می‌کند:

طیف سنجی جذب اتمی

طیف سنجی انتشار اتمی

(این دو را در زمینه بالا مورد بحث قرار دادیم).

طیف سنجی مولکولی
از متن بالا متوجه می‌شویم که اتم‌ها، جزوه طیف سنجی مولکولی نیز از سطح انرژی پایین‌تر به سطح انرژی بالاتر نوسان می‌کنند و بالعکس.

میدونی؟
طیف اتمی و مولکولی در ناحیه VUV (فرابنفش خلاء) حامی حیاتی ویژگی‌های تجربی ساختارهای حالت‌های الکترونیکی برانگیخته است.

این طیف ها همچنین در شناسایی گونه هایی که در فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در محیط های مختلف از زمین تا اخترفیزیک شرکت می کنند، اهمیت دارند.

مولکول چیست؟
یک مولکول دسته ای از هسته های اتمی با بار مثبت است که توسط ابری از الکترون احاطه شده است.

به عنوان یک قاعده، پایداری مولکولی نتیجه تعادل بین نیروهای جاذبه و دافعه هسته ها و الکترون ها است.

یک مولکول توسط کل انرژی حاصل از این نیروهای متقابل مشخص می شود. مورد مشابه اتم ها است، در مولکول ها، حالت های انرژی مجاز کوانتیزه می شوند.

علاوه بر این، ما مقدمه ای بر طیف سنجی مولکولی با انواع طیف سنجی مولکولی ارائه خواهیم کرد:

طیف سنجی مولکولی چیست؟
می دانیم که وقتی ماده ای در معرض تابش الکترومغناطیسی قرار می گیرد، طیف الکترومغناطیسی یک سری طول موج تولید می کند.

مولکول ها طول موج های خاصی را به سطوح بالاتر انرژی الکترونیکی، ارتعاشی و چرخشی جذب می کنند.

بنابراین، مجموعه طول موج‌هایی که یک مولکول جذب می‌کند، یک جزوه طیف سنجی مولکولی مولکولی مجزا ایجاد می‌کند. یک طیف مولکولی مجزا در ناحیه خاصی از طیف الکترومغناطیسی قرار دارد.

انواع طیف مولکولی
سه نوع طیف مولکولی عبارتند از:

طیف های چرخشی خالص

طیف های چرخشی ارتعاشی

طیف باند الکترونیکی

طیف چرخشی خالص
هنگامی که یک مولکول مقدار کمتری انرژی را جذب می کند، در همان سطح ارتعاشی از یک سطح چرخشی به سطح دیگر منتقل می شود.

طیف های چرخشی در ناحیه طیفی مادون قرمز جزوه آموزش پردازش تصویر در متلب و امواج مایکروویو قابل مشاهده هستند.

همچنین، انرژی در این مناطق طیفی بسیار کوچک است. بنابراین طیف چرخشی را طیف مایکروویو می نامیم.

طیف چرخشی ارتعاشی
هنگامی که یک مولکول انرژی کافی را جذب می کند که باعث انتقال یک مولکول از یک سطح ارتعاشی به سطح دیگر در همان سطح الکترونیکی می شود.

بنابراین، در این حالت، هر دو انتقال چرخشی و ارتعاشی انجام می شود. اینگونه است که طیف های چرخشی ارتعاشی را بدست می آوریم.

طیف ارتعاشی در ناحیه طیفی فروسرخ نزدیک قابل مشاهده است. ما طیف چرخشی ارتعاشی را طیف مادون قرمز می نامیم.

طیف باند الکترونیکی
هنگامی که انرژی هیجان انگیز تشعشع به اندازه کافی بزرگ باشد که باعث انتقال یک مولکول از یک سطح الکترونیکی به سطح الکترونیکی دیگر شود. این انتقال با تغییرات سطح چرخشی و ارتعاشی همراه است.

علاوه بر این، برای هر انتقال ارتعاشی، مجموعه ای از خطوط با فاصله نزدیک ظاهر می شود.

به دلیل تغییرات سطح چرخشی متناظر، این خطوط با فاصله نزدیک به عنوان باند شناخته می شوند. از این رو، ما آن را طیف باند الکترونیکی می نامیم.

مراحل طیف سنجی مولکولی
قطعیت طیف مولکولی در دسترس بودن درجات آزادی هسته ای در درون هدف است که توسط پرتابه برانگیخته می شود و در فرآیند فروپاشی شرکت می کند. نتایج نهایی ممکن از برخورد بین یک مولکول (M) و یک فوتون عبارتند از:

ابزارهایی است که بیش از همه در مورد ماهیت اتم ها و مولکول ها به ما جزوه طیف سنجی مولکولی است. حوزه طیف سنجی مولکولی به پیشرفت خود ادامه داده استبه سرعت با اندازه گیری در انواع مولکول ها با وضوح فزاینده، که منجر به مشاهده اثرات جدید و بهبود مستمر در توصیف نظری طیف می شود. مطالعه قوانین اساسی در طیف های الکترونیکی (جذب، فلورسانس و فسفرسانس)، ارتعاشی (مادون قرمز، رامان و تراهرتز)، چرخشی (تراهرتز و مایکروویو) و طیف های فوق ریز ارتباط آنها را با ساختار مولکولی برقرار کرده است. بسیاری از داده های ساختار مولکولی از اندازه گیری های طیف سنجی به دست آمده است. طیف‌سنجی به‌طور سنتی به‌عنوان ابزار مهمی برای شناسایی، شناسایی و آنالیز مواد مورد استفاده قرار می‌گرفته است. توسعه منابع نور لیزر از اشعه ماوراء بنفش عمیق تا مادون قرمز دور، از لیزرهای با پهنای باند باریک تا لامپ های باند فوق العاده، از لیزرهای موج پیوسته گرفته تا لیزرهای پالس فمتوثانیه، حوزه طیف سنجی مولکولی را متحول کرده است. ویژگی‌های مشخصه شدت بالا، تک رنگی، پیوستگی، پلاریزه شدن، عرض پالس کوتاه و قابلیت تنظیم لیزرها برای اندازه‌گیری‌های دقیق غیر نفوذی با وضوح مکانی و زمانی بالا مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. معرفی لیزرها زمینه طیف سنجی مولکولی را به طرز چشمگیری تغییر داده است. این نه تنها تکنیک‌های طیف‌سنجی نوری مرسوم را تجدید کرده است، بلکه منجر به توسعه بسیاری از تکنیک‌های طیف‌سنجی جدید قدرتمند، هم از نظر ماهیت خطی و هم غیرخطی شده است. حساس مختلف و قابلیت تنظیم لیزرها برای اندازه گیری های دقیق غیر نفوذی با وضوح مکانی و زمانی بالا مورد بهره برداری قرار گرفته اند. معرفی لیزرها زمینه طیف سنجی مولکولی را به طرز چشمگیری تغییر داده است. این نه تنها تکنیک‌های طیف‌سنجی نوری مرسوم را تجدید کرده است، بلکه منجر به توسعه بسیاری از تکنیک‌های طیف‌سنجی جدید قدرتمند، هم از نظر ماهیت خطی و هم غیرخطی شده است. حساس مختلف و قابلیت تنظیم لیزرها برای اندازه گیری های دقیق غیر نفوذی با وضوح مکانی و زمانی بالا مورد بهره برداری قرار گرفته اند. معرفی لیزرها زمینه طیف سنجی مولکولی را به طرز چشمگیری تغییر داده است. این نه تنها تکنیک‌های طیف‌سنجی نوری مرسوم را تجدید کرده است، بلکه منجر به توسعه بسیاری از تکنیک‌های طیف‌سنجی جدید قدرتمند، هم از نظر ماهیت خطی و هم غیرخطی شده است. حساس مختلفتکنیک‌های طیف‌سنجی جذبی ، از جمله تکنیک‌های غیرخطی، اجازه تفکیک طیفی زیر عرض داپلر را می‌دهند. بنابراین طیف سنجی مولکولی به یک ابزار مهم برای کاربرد در زمینه های مختلف برای تشخیص، تجزیه و تحلیل و تشخیص تبدیل شده است. طیف سنجی لیزری ابزار عملی مطالعه طیف مولکول های کوتاه مدت مانند مولکول های گذرا، رادیکال های آزاد و یون های مولکولی را فراهم می کند.به دلیل حساسیت کم و سرعت اسکن آهسته، مطالعه آنها توسط طیف سنجی معمولی غیرممکن بود. توسعه پالس های لیزری فوق کوتاه در حوزه زمانی پیکوثانیه تا فمتوثانیه، حوزه وسیعی را برای بررسی دینامیک مولکولی، انتقال انرژی درون مولکولی و بین مولکولی، آرامش های سریع ناشی از برخورد، و مطالعات دقیق زمان واقعی واکنش های شیمیایی با مشاهده تشکیل و شکستن پیوندهای شیمیایی توسعه لیزرهای مستحکم تر، با کاربرد آسان و ارزان تر، کاربردهای طیف سنجی لیزری در دنیای واقعی را در زمینه هایی مانند هنر و باستان شناسی، امنیت داخلی، تشخیص مواد منفجره و مطالعات محیطی و غیره امکان پذیر می کند.

 

روش‌های طیف‌سنجی مولکولی کلاسیک با کروماتوگرافی گازی (GC) به عنوان آشکارساز همراه شده‌اند، از جمله تشخیص طیف‌سنجی جذبی مادون قرمز پراکنده (IR)، تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، اشعه ماوراء بنفش (UV) و ماوراء بنفش خلاء (VUV). این تکنیک‌ها عمدتاً جذب نور منبع را توسط ترکیبات فاز گاز اندازه‌گیری می‌کنند که کروموفورهای خاصی را نشان می‌دهند و نور را در انرژی‌ها (یا طول موج‌های) خاص نور جذب می‌کنند. در نهایت، تضعیف سیگنال می تواند ناشی از فرآیندهای مختلف، از جمله بازتاب، پراکندگی، جذب و تداخل باشد [ 1 ]. سپس نور ارسالی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود [ 2]. طیف های جذب بر اساس وابستگی طول موج اندازه گیری شده جذب نور تولید می شوند. در حالت ایده‌آل، جذب اجزای خالص منفرد از نمونه‌ای حاوی اجزای زیادی به روشی با زمان حل شده و به دنبال جداسازی GC با راندمان بالا اندازه‌گیری می‌شود. سپس این ترکیبات را می توان بر اساس پاسخ آشکارساز آنها شناسایی و کمیت کرد.

تقریباً همه مولکول ها تابش الکترومغناطیسی را بین مناطق دور موج IR و دور UV جذب می کنند. به این ترتیب، GC-VUV و GC-FTIR هر دو روش تشخیص جهانی و انتخابی هستند [ 3 ]. (به عنوان یک یادداشت، ما در اینجا عمدتاً به سیستم‌های GC-IR در زمینه GC-FTIR به عنوان تکنیک غالب GC-IR اشاره می‌کنیم.) برای سیستم‌هایی که جذب پهنای باند را اندازه‌گیری می‌کنند، با نظارت بر جذب پهنای باند در طول موج گسترده می‌توان به جهانی بودن نزدیک به آن دست یافت. دامنه. در مقابل، گزینش پذیری برای ترکیباتی که دارای کروموفورهای خاص هستند (مثلاً ترکیبات معطر) را می توان با نظارت بر دامنه های طول موج گسسته تر، جایی که، در حالت ایده آل، فقط آن ترکیبات جذب می کنند، به دست آورد. در جذب فاز گاز، “مقطع” احتمال وابسته [ 4 ]. [ 2 ].

‌‌‌‌‌-[ 5 ]. -[ 2 ]. -[ 1 ]. ً ‌‌‌ً ​​‌ً [ 3]. —[ 6 ]. : -()، —[ 4 ]. ‌–