آقا معین پیشنماز عزیز بعد از مدتها یاد ما کردن و یه سوال پرسیدن به شکل زیر :

سلام استاد
خوب هستید؟؟؟
به ما هم سری بزنید لطفا!!
دیدیم این جا بازار سوال گرمه
استاد به یکی از سوالات وبلاگ ما هم پاسخ میدید؟
چگونه عدد اتمی یک عنصر رو تعیین میکنند؟
(به عبارتی طیف سنج جرمی چه کار میکنه؟)
ممنون

اما در جواب باید بگم :

اولا : ممنون که احوال ما رو پرسیدی

ثانیا : به پدر و مادر و امین جان خیلی سلام برسون

ثالثا : تعیین عدد اتمی با پراش اشعه ایکس انجام میشه و کار طیف سنج جرمی چیز دیگه اس . چون حدس زدم مشکلت با طیف سنج جرمیه در مورد اون یه مطلب و یه لینک نمایشی از مراحل کار دستگاه میذارم . البته مطلب از خودم نیست و از همین اینترنت گرفتم . امیدوارم به کارت بیاد :

اصول کار طیف سنج جرمی :

اگر به جسمی در حال حرکت نیرویی جانبی وارد کنید جسم متحرک از مسیر اصلی خارج می شود و به جای حرکت در خط راست یک منحنی را می پیماید . فرض کنید که یک توپ بولینگ در حال حرکت دارید و می خواهید از دور آن را از مسیرش منحرف کنید . چیزی که برای این کار نیاز دارید یک شیلنگ آب است که به وسیله ی آن آب را با فشار به طرف توپ هدایت کنید . اما جریان آب تغییر زیادی در مسیر توپ بولینگ نمی دهد . درعوض اگر با همان شیلنگ سعی می کردید یک توپ تنیس را که با سرعتی برابر سرعت توپ بولینگ حرکت می کرد منحرف کنید نتیجه بهتری می گرفتید چون توپ تنیس از توپ بولینگ سبکتر است و بیشتر منحرف می شود . مقدار انحرافی که با وارد کردن یک نیروی جانبی ثابت به یک توپ به دست می آورید به جرم توپ بستگی دارد . یعنی اگر شما سرعت و شدت نیروی جانبی وارد به یک توپ را بدانید می توانید جرم توپ را به دست آورید . می توانید قواعد بالا را عینا برای ذراتی در ابعاد اتم نیز اعمال کنید .

اشاره ای به آنچه در طیف سنج جرمی اتفاق می افتد :

اتمها نیز می توانند به وسیله یک میدان مغناطیسی منحرف شوند به شرط آن که قبلا به یون تبدیل شده باشند . ذرات الکتریکی باردار تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند اما ذرات الکتریکی خنثی اینگونه نیستند .

مراحل کار طیف سنج جرمی به شرح زیر است :
مرحله 1 : یونش
هر اتم برای به دست آوردن بار مثبت یک الکترون یا بیشتر از دست می دهد و یونیزه می شود .
مرحله 2 : شتاب گرفتن
یونها سرعت می گیرند . همه ی آنها انرژی جنبشی یکسانی دارند .
مرحله 3 : انحراف
یونها به وسیله ی یک میدان معناطیسی طبق وزنشان منحرف می شوند . آنهایی که سبکترند بیشتر از بقیه منحرف می شوند . مقدار انحراف به مقدار بار مثبت ذره نیز بستگی دارد به عبارت دیگر هرچه ذره بار بیشتری داشته باشد بیشتر منحرف می شود .
مرحله 4 : بررسی
پرتوهای یونی گذرنده از طیف سنج جرمی به وسیله ابزارهای الکتریکی بررسی می شوند .

طرح کامل یک طیف سنج جرمی :

شرح کامل چگونگی کار طیف سنج جرمی :

نیاز به خلا :

این مهم است که یونهای ایجاد شده در محفظه یونش آزادانه جابجا شوند بدون اینکه به مولکولهای هوا برخورد کنند چون بار مثبت خود را از دست می دهند و خنثی می شوند .

1- یونش :

نمونه ی تبخیر شده از محفظه ی یونش عبور می کند . فنر فلزی الکتریکی گداخته الکترونهایی گسیل می کند که به وسیله ی صفحه ای با بار مثبت , که دام الکترون نام دارد جذب می شوند . به این ترتیب ذرات موجود در نمونه مورد آزمایش ( مولکولها یا اتمها ) به وسیله ی جریانی از اتمها بمباران می شوند . این برخوردها برای بیرون انداختن الکترونهای موجود در ذرات نمونه ی مورد آزمایش و ایجاد یونهای مثبت کافی هستند . بیشتر یونهای مثبت شکل گرفته باری معادل 1+ پیدا خواهند کرد . زیرا جذب الکترونهای بیشتر از ذره ای که قبلا بار مثبت پیدا کرده سخت است . یونهای مثبت به وسیله ی صفحه ی فلزی دفع کننده ای که مقدار ناچیزی بار مثبت دارد مجبور به رفتن به قسمت بعدی دستگاه می شوند .

همانگونه که تا لحظاتی دیگر خواهید دید سراسر محفظه ی یونش در ولتاژی برابر 1000 ولت نگه داشته شده است . جایی که ما از دو صفحه ی فلزی باردار صحبت می کنیم این بارها تا رسیدن به اختلاف پتانسیل 1000 ولت افزایش پیدا می کنند .

2- سرعت گرفتن :

اختلاف پتانسیل میان محفظه یونش و صفحه های شکاف دار باعث دفع یونهای مثبت از محفظه ی یونش با انرژی پتانسیل الکتریکی 1000 ولت به سمت آخرین صفحه ی شکاف دار با پتانسیل الکتریکی 0 ولت می شود . سر انجام همه ی یونها سرعت می گیرند و به صورت پرتو باریکی متمرکز می شوند .

3- انحراف :

یونهای متفاوت به وسیله ی میدان مغناطیسی به اندازه های متفاوت منحرف می شوند . مقدار انحراف به این عوامل بستگی دارد :

جرم یون : یونهای سبکتر بیشتر از یونهای سنگینتر منحرف می شوند .

بار یون : یونهایی که دو بار مثبت ( یا بیشتر ) دارند , بیشتر از آنهایی که یک بار مثبت دارند منحرف می شوند .

این دو عامل به شکل نسبت جرم به بار ترکیب شده اند . جرم به بار با نماد m/z نشان داده می شود . در تصویر پرتو یونی A بیشترین انحراف را دارد . این پرتو شامل یونهایی با کمترین مقدار m/z است . پرتو یونی C کمترین انحراف را دارد . این پرتو شامل یونهایی با بیشترین مقدار m/z است . از آنجا که بیشتر یونهای گذرنده از طیف سنج جرمی باری معادل 1+ خواهند داشت برای سادگی می توان فرض کرد همه ی یونها بار 1+ دارند . بنابراین m/z پتوها در مقدار بار مثبت یکسان خواهد بود . شما باید از وجود یونهای +2 و ... در میان پرتوهای یونی آگاه باشید , اما اکثریت یونهای تشکیل دهنده پرتوهای یونی باری معادل 1+ دارند پس کاملا عاقلانه است که بار تمام ذرات را 1+ فرض کنیم .

اگر بار یونها را 1+ فرض کنیم یونهای جریان A سبکتر از یونهای جریان B و یونهای جریان B سبکتر از یونهای جریان C خواهند بود .

4- بررسی :
تنها جریان یونی B به درستی از دستگاه عبور کرد و به آشکار ساز رسید . بقیه یونها به دیواره ی دستگاه برخورد کردند و الکترون گرفتند و خنثی شدند و سرانجام به وسیله پمپ خلا از بین رفتند . وقتی یونی به جعبه فلزی برخورد می کند یک الکترون از الکترون های فلز می گیرد و خنثی می شود . (شکل پایین سمت راست )

وقتی در جعبه فلزی الکترونی محل خودش را ترک می کند , الکترونهای موجود در سیمی که به جعبه فلزی وصل است درسیم جریان می یابند تا فضای خالی را پر کنند . جریان الکترونهای داخل سیم جریانی الکتریکی به وجود می آورند که می تواند تقویت و ذخیره شود . هرچه یونها بیشتر باشند شدت جریان بیشتر است .

نمایان کردن یونهای دیگر :

چگونه می توان یونهای دیگر را نمایان کرد ؟ آنهایی که در جریانهای یونی A و B بودند و درون دستگاه از بین رفتند ؟

به یاد آورید که جریان A بیشترین انحراف را داشت . این جریان کمترین مقدار m/z را داشت ( سبکترین یونها اگر بارشان 1+ باشد ) . برای منتقل کردن آنها روی آشکارساز باید با کم کردن شدت میدان مغناطیسی انحراف آنها را کمتر کرد ( نیروی جانبی کمتر ) . برای منتقل کردن یونهایی با نسبت m/z بیشتر ( سنگینترین یونها اگر بارشان 1+ باشد ) روی آشکارساز باید با افزایش شدت میدان مغناطیسی انحراف آنها را بیشتر کرد . اگر شما میدان مغناطیسی را تغییر دهید می توانید هریک از جریانهای یونی را روی آشکارساز بیندازید تا بتوانید جریانی را که متناسب با تعداد یونها است به وجود آورید . جرم یونها به شدت میدان مغناطیسی که یونها را روی آشکارساز می اندازد بستگی دارد .

دستگاه می تواند برای اندازه گیری شدت جریانی که مقیاس فراوانی یونهاست و نسبت m/z آنها تنظیم شود . جرم یونها برحسب amu اندازه گیری می شود .

خروجی طیف سنج جرمی چگونه خواهد بود ؟

خروجی معمولا به وسیله ی یک دستگاه رسم نمودار به شکل یک نمودار ستونی ساده می شود . این نمودار شدت جریان ایجاد شده توسط یونها را باتغییر m/z نشان می دهد .

برای مثال نمودار مربوط به مولیبدنوم شبیه این خواهد بود :

سلام . باز دوست عزیزمون s.m سوال دیگه ای پرسیدن که سعی می کنم به اختصار و مفید جواب بدم :

سلام خوب هستین؟
بازم یه سوال !
دمای ذوب و جوش به نیروی بین مولکولی بستگی داره !
میتونیم بگیم به انرژی نخستین یونش هم بستگی داره؟آخه هرچی انرژی نخستین یونش بیشترباشه نشون میده که نیروی بین مولکولی قویتره! و اگه اینایی که گفتم درست باشه پس نیروی بین مولکولی با شعاع هر اتم رابطه ی عکس داره!
سوال:کدام یک از عناصردمای جوش بیشتری دارد؟1)Ne(2 xe جواب زنون میشه بخاطر جرم بیشتری که داره اما اگه با دلایل من بررسی کنیم میشه نئون چون شعاعش کمتر از زنونه!

ازجوابی که میدین ممنونم

اما در پاسخ باید بگم :

جمله ی اولت که گفتی دمای ذوب و جوش به نیروی بین مولکولی بستگی داره کاملا درسته اما جمله بعدی که : هرچی انرژی نخستین یونش بیشترباشه نشون میده که نیروی بین مولکولی قویتره اشتباهه چون انرژی یونش میزان بستگی الکترون به هسته ی اتم خودش رو نشون میده و ربطی به نیروی بین مولکولی نداره .

اینکه بین شعاع و نیروی بین مولکولی ارتباط هست غیر قابل انکاره ولی نه اون ارتباطی که شما فکر میکنی . شعاع اتم به شدت روی انرژی پیوند دو اتم موثره نه روی نیروی بین مولکولی .

در مورد مثال زنون و هلیم دلیلی که گفتی یعنی سنگینی زنون کاملا درسته . و چون در مورد گازهای نادر مولکولی تشکیل نمی شود لذا پیوندی وجود ندارد که شعاع اتم در قوت و ضعف آن موثر باشد .

البته شعاع ( یا بهتر بگیم اندازه و حجم ) مولکول - و نه اتم - در نیروی بین مولکولی تاثیر داره که معمولا در کلاس های درس همزمان با بررسی سنگینی و هم جهت با آن عنوان می شود .

امیدوارم به پاسخ مفیدی رسیده باشی . باز هم از پرسشگریت تشکر می کنم .

                                                                                                               یا علی