يستخدم جهاز مطياف الكتلة لتحليل المادة أو جزيء ما من أجل معرفة العناصر المكونة للمادة وبنيتها الكيميائية والبيولوجية والفيزيائية، اخترعه فرانسيس أستون ، ويعتمد على مبدأ حركة الأيون بمسار دائري ، يتناسب أنصاف أقطارها مع كتلة الأيون ، عند دخوله مجالًا مغناطيسيًا منتظمًا يتعامد مع حركتها، كما أنه يلعب دورًا هامًا في دراسة النظائر. أجزاء مطياف الكتلة
ومطياف الكتلة يتكون من عدد من الأجزاء وهي:
منبع للأيونات، حيث يقوم بتحويل جزئيات المادة إلى أيونات. جهاز تحليل، يقوم بفرز الأيونات عن طريق حساب كتلها من خلال تطبيق حقول كهرومغناطيسية. مكشاف، ويقوم بقياس الكمية عن طريق توفر البيانات لحساب وفرة الأيونات التي تم التقاطها. فيتم عن طريق جهاز مطياف الكتلة وضع العينة ويقوم الجهاز بقذف المركبات بحزمة إلكترونية بهدف تأيينها، وتتشكل تبعًا لذلك أيونات مشحونة، وتتحرك ضمن حقول مغناطيسية، ويتم حساب الكتلة للشحنة لهذه المركبات. مطياف - ويكيبيديا. استخدامات مطياف الكتلة
ويستخدم جهاز مطياف الكتلة في:
ـ معرفة هوية المركب أو الجزيء غير المعروف. ـ مراقبة شظايا المركب لمعرفة بنيته. ـ معرفة التركيب النظائري لعناصر الجزيء. ـ معرفة كمية مركب ما في مادة معينة.
- مطياف الكتله - المطابقة
- مطياف - ويكيبيديا
- مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek
مطياف الكتله - المطابقة
لفهم باقي الأرقام؛ نأتي لنمط التكسير وهو يكونُ إمَّا تكسيرًا مُتجانسًا (homolytic cleavage) أو تكسيرًا غير متجانس (heterolytic cleavage). غير المتجانس كالتالي:
وهو يُسمَّى غير متجانسٍ لأنَّ إلكترونات الرابطة بين الكلور والكربون تذهب بالكامل للكلور وتترك شحنةً موجبة على الكربون يتمُّ قياسها. مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek. في المثال السابق، نجده يترك أيونًا له كتلة 43، وهو أيونٌ مستقرٌّ جدًا لأنَّه كاربوكاتيون ثانوي، وبالتالي تظهر إشارةٌ قوية عند رقم 43. أما التكسير المتجانس يكون كالتالي:
وهنا يخرجُ جذر الميثان ويترك هاليد ألكيل وراءَه مشحونًا، وذلك يُفسِّر الرقمين 65 و63. – الإيثرات (ethers)
مثال الطيف لمُركَّب sec-butyl isopropyl ether يكون كالتالي:
مثال spectrum لمركب sec-butyl isopropyl ether
116 هي كتلة الجزيء قبل الكسر. ونمط الكسر يكون غير متجانس على جانبي ذرة الأكسجين ليأخذ الأكسجين الإلكترونات ويترك نصف المركب الآخر مشحونًا بشحنةٍ موجبة، وذلك النمط يُنتج الرقم 57 و43 كالتالي:
وقد يكون الكسر متجانسًا بين ذرات الكربون، وذلك النمط يُنتج الرقم 101 و87 كالتالي:
إعداد: Mohamed Jimmy
مُراجعة علمية: Amira Esmail
مراجعة لغوية: Mohamed Sayed Elgohary
تصميم: Amira Esmail
المصادر:Silverstein – Spectrometric Identification of Organic Compounds 7th ed / Chapter 1
#الباحثون_المصريون
مطياف - ويكيبيديا
مطياف الكتلة (كيمياء)
2016-04-05.
مبدأ عمل مطياف الكتلة - أراجيك - Arageek
وفي منطقة الموجات الكهرومغناطيسية التي تكون تحت الطيف المرئي مثل الميكروويف والموجات الراديوية فإن جهاز تحليل الطيف يصبح جهازا إلكترونيا بحتا، مثل الراديو (ليس ضوئيا). مطياف الكتله - المطابقة. محتويات
1 تركيب المطياف
2 مقاييس الطيف
3 أنواع أخرى للمطياف
4 اقرأ أيضا
5 مراجع
تركيب المطياف [ عدل]
يتكون المطياف الضوئي البسيط من الأجزاء الآتية:
S مصدر الضوء المطلوب تعيين طيفه
ينفذ شعاع المصدر خلال فتحة رأسية ضيقة F1 من أجل تكوين شعاعا ساقطا أشعته متوازية يسقط على العدسة L1
موشور زجاجي P لكسر الشعاع المطلوب تحليله،
تخرج الأشعة من الموشور محللة (منفصلة) طبقا للونها وتسقط على عدسة ثانية L2 لتخرج من عدسة مخرج المطياف (عند العين)،
عدسة خروج الأشعة تمكن من رؤية خطوط الطيف بالعين وقياسها. كما يمكن الاستعاضة عنها بوضع عدسة ثالثة في طريق الأشعة واستقبال الإشعة على حائل أو مقياس ضوئي. بغرض قياس الزوايا بين خطوط الطيف الناشئة تكون العدسة L2 للتلسكوب متحركة ومتكئة على مقياس معلم لأخذ القراءة مباشرة عليه. مقاييس الطيف [ عدل]
تعطي المطيافات الحديثة الطيف بصفة عامة (في نطاق الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء بالوحدات الأتية: طول الموجة بوحدة نانو متر nm، عدد الموجات/ متر um-1 أو إلكترون فولت eV.
تأيين العينة في حجرة التأين
يتم التأيين بعدة طرق وأهمها طريقة القذف بإلكترونات سريعة أسهلها وأشهرها، ويطلق عليها مصطلح التأيّن الالكتروني، ولكن هناك أيضًا عدة طرق أخرى للتأين ومنها القذف بذرات سريعة وهو تأيين كيميائي أو التصام الإلكتروني وعندها تصبح الجزئيات مشحونة بشحنة سالبة. ويتم فصل الأيونات عن طريق جذب الأيونات السالبة باستخدام صحيفة موجبة الشحنة باستخدام مجال كهربائي ومجال مغناطيسي لفصل الأيونات، بالإضافة إلى جمع وتكبير الأيونات لقياسها ورسمها بيانيًا. مثال توضيحي لمطياف الكتلة مع وحدة محلل الكتلة:
نضع عينة من كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) في منبع الأيونات، فتتبخر (تتحول إلى غاز) وتتأين (تتحول إلى جزئيات مشحونة كهربائيا) فتتحول إلى أيونات الصوديوم (Na+) والكلور (Cl-). ذرات وأيونات الصوديوم هي نظائر أحادية، بكتلة مساوية 23 amu، لذرات وأيونات الكلور نظيرين بكتل مساوية تقريبا لـ 35 amu (بتوافر طبيعي حوال 25%). يحتوي محلل الكتلة في المطياف على حقول كهربائية و مغناطيسية تؤثر بقوة على الأيونات المارة خلال هذه الحقول، ولذلك يمكن زيادة أو إنقاص سرعة الجزيء المشحون خلال مروره ضمن الحقل الكهربائي، كما يمكن تعديل الاتجاه بتعديل الحقل المغناطيسي، حيث يتعلق مقدار الانعطاف في مسار الأيون بنسبة كتلته إلى شحنته.