دانلود حل المسائل طیف سنجی مولکولی

شما در صفحه فایل دانلود حل المسائل طیف سنجی مولکولی قرار دارید

در صورت بروز مشکل در خرید ،پرداخت و دانلود میتوانید به ایتا،واتساپ،سروش این شماره 09933988238 پیام ارسال کنید.

حل مسئله طیف سنجی مولکولی

طیف­ سنجی مولکولی، شاخه ای از علم است که به امواج الکترومغناطیسی و بررسی برهمکنش آنها بین مولکول ها می پردازد.

در حقیقت، طیف ­سنجی مولکولی به آنالیز طیفی حاصل از جذب، انتشار و پراکندگی تابش الکترومغناطیسی، در هنگام تابش به الکترون های درون ملکول ها می پردازد.

طبق قواعد مکانیک کوانتومی، الکترون های درون مولکول­ ها، سطوح انرژی مجزایی را اشغال می کنند و در هنگام دریافت انرژی یا از دست دادن آن، از یک حالت انرژی کوانتیزه به حالت دیگر تغییر می­ کنند.

دستگاه های طیف سنجی مولکولی نیز بر همین اصل عمل می کنند و با عبور دادن نور از ماده نمونه، مولکول های آنها را برانگیخته کرده و طیف نور عبوری از آنها را مورد آنالیز قرار می دهند.

با استفاده از طیف های مولکولی حاصل می توان برخی مشخصات بنیادین مواد را تشخیص داد که همین امر موجب می شود که طیف سنجی مولکولی کابردهای وسیعی در حوزه های مختلف صنعتی و آزمایشگاهی داشته باشد.

مکانیزم عملکردی طیف سنجی مولکولی

مکانیزم­ عملکردی طیف سنجی مولکولی مشابه با نوع طیف سنجی اتمی، اما مقداری پیچیده ­تر است و این پیچیدگی­ ها، به دلیل برهمکنش هسته­ های مختلف با یکدیگر و الکترون­ ها می ­باشد، پدیده ­ای که در اتم ­های تنها وجود ندارد.

به منظور آنالیز طیف­ های مولکولی لازم است به طور همزمان اثرات همه مشارکت­ های انواع مختلف حرکات و انرژی­ های مولکولی در نظر گرفته شوند.

انواع برهمکنش ­های داخلی در سطح مولکولی

به طور کلی، در هر مولکول، دو گروه از برهمکنش ­های داخلی اتفاق می افتد:

1. برهمکنش مولکولی داخلی که مختص تعامل بین هسته  الکترون هاست
2. برهمکنش مولکولی خارجی که حاصل تعامل با میدان خارجی است

دانلود حل المسائل طیف سنجی مولکولی pdf

برهمکنش مولکولی خارجی

گروه دوم برهمکنش های مولکولی هستند که یک گروه از آنها، از برهمکنش گشتاور مغناطیسی یک هسته یا یک الکترون با یک میدان مغناطیسی خارجی ناشی می شوند.

ماهیت این نوع برهمکنش های مولکولی به شدت به محیط مولکولی که هسته یا الکترون در آن قرار دارد، بستگی دارد.

گروه دیگر از برهمکنش های مولکولی، به دلیل برهمکنش گشتاور چهارقطبی الکتریکی هسته ه­ا با میدان الکتریکی تولید شده توسط الکترون­ های اطراف اتفاق می افتد که این دسته، اساس طیف‌ سنجی رزونانسی است.

برهمکنش  مولکولی داخلی

این نوع برهمکنش، همانطور که نام آن هم پیداست، شامل حرکات داخلی هسته­ های­ مولکول و نیرو های جاذبه و دافعه­ بین هسته­ ها و الکترون­ ها است.

علاوه بر این، برهمکنش داخلی شامل برهمکنش گشتاورهای مغناطیسی و الکترواستاتیکی هسته ­ها با همدیگر و ­ با الکترون­ ها نیز می شود.

در حوزه فیزیک و مکانیک کلاسیک، برهمکنش های داخلی را می ­توان به سه دسته زیر تقسیم بندی کرد:

1. برهمکنش­ های الکترونی
2. برهمکنش های ارتعاشی
3. برهمکنش های چرخشی (E = E_el + E_vib + E_rot)

علاوه بر سه مورد کلی بالا، الکترون‌ های یک مولکول به دلیل حرکت دارای انرژی جنبشی نیز هستند و به دلیل دافعه متقابل آنها و جذب توسط هسته های مثبت، انرژی پتانسیل نیز دارند.

این دو عامل انرژی، به همراه انرژی پتانسیل ناشی از دافعه الکترواستاتیکی متقابل هسته­ های با بار مثبت، انرژی حاصل از برهمکنش های­ الکترونی یک مولکول را تشکیل می ­دهند.

در علم فیزیک و ریاضی، به جداسازی بخش انرژی الکترونی از سایر عبارات، تقریب بورن اوپنهایمر گفته می­ شود. برای ساده سازی برهمکنش های مولکولی از این تقریب استفاده می شود.

بر حسب این تقریب، هسته­ ها و الکترون­ های یک مولکول در معرض نیرو های یکسانی هستند، اما از آنجا که هسته­ ها بسیار سنگین ­ترند، معمولاً ثابت در نظر گرفته می شوند. (به منابع فیزیک کوانتوم مراجعه شود).

مولکول ­ها ساختارهای سفت و سختی نیستند و حرکت هسته­ ها درون یک چارچوب مولکولی باعث ایجاد سطوح انرژی ارتعاشی نیز می ­شود.

در یک مولکول دو اتمی، دو هسته درگیر یک حرکت ارتعاشی ثابت نسبت به یکدیگر هستند و معمولاً برای چنین سیستم ­هایی، حرکت ارتعاشی به صورت هارمونیک در نظر گرفته می ­شود.

شرایط لازم برای مشاهده یک طیف ارتعاشی برای یک مولکول دو اتمی، تغییر گشتاور دوقطبی آن در اثر ارتعاش است (در نتیجه مولکول‌های دو اتمی هم‌هسته‌ از نظر ارتعاشی غیرفعال هستند).