אינטראקציה בין קרינה וחומר ערור ויברציוני-תנודה (גלי ir...
DESCRIPTION
אינטראקציה בין קרינה וחומר ערור ויברציוני-תנודה (גלי ir ). מלכה יאיון בית ספר קציר רחובות. איזה סוגי ערור למדנו עד כה?. סוג הערור. אלקטרוני (אטומים או יונים). פוטונים האחראיים לערור. ספקטרום המתקבל. עוצמת פליטה. אורך גל nm. אנרגיה. E 3 E 2 E 1 E 0. אנרגיה. דיאגרמת אנרגיה. E 3 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
אינטראקציה בין קרינה וחומר
(irערור ויברציוני-תנודה )גלי
מלכה יאיוןבית ספר קציר רחובות
(390-780nm)אור נראה uvאולטרה סגול עד
10-9 m
גל nm אורך
צעו
ת מ
ליב
הע
גל nm אורך
צעו
ת מ
ליפ
הט
) יונים ) או אטומים אלקטרוני סוג הערור
פוטונים האחראיים לערור
ספקטרום המתקבל
דיאגרמת אנרגיה E3
E2
E1
E0
אנ גיר
ה
E3
E2
E1
E0
אנ גיר
ה
(cmגלי מיקרו)10-1 m 10-3עד m
רוטציוני – סיבוב )מולקולות( סוג הערור
פוטונים האחראיים לערור
ספקטרום המתקבל
דיאגרמת אנרגיה
cm )גדל( λ
% ה ע ב ר ה
J1 J2
J0 J1J2 J3
הגי
נרא
j0
j1
j2
j3
סוג הערור
אינפרה אדום ir-גלי )Micron(10-6 m 10-3 עד m
ויברציוני-תנודה )מולקולות(
פוטונים האחראיים לערור
אינפרה אדום בעלי אורך גל ארוך יותר מהאור הנראה והאולטרה סגול ir-גלי (nm) לכן יגרמו למעברים בעלי הפרשי אנרגיה קטנים יותר...אך קצרים מ גלי ,
( לכן יגרמו למעברים בעלי הפרשי אנרגיה גדולים יותרcmמיקרו)
כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת H2S?
3N==9מספר דרגות החופש
3N-3==6מספר דרגות החופש הפנימיות
3 ) סיבוב ) רוטציה מסוג חופש דרגות
3N-6==3דרגות חופש מסוג תנודה
מולקולה שאינה קווית
מתיחה אסימטרית
מתיחה סימטרית
כיפוף
מתיחה סימטרית
מתיחה אסימטרית
כיפוף
מתיחה אסימטרית
מתיחה סימטרית
כיפוף
מתיחה אסימטרית
מתיחה סימטרית
כיפוף
מתיחה אסימטרית
מתיחה סימטרית
כיפוף
כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת CO2?
3N==9מספר דרגות החופש
3N-3==6מספר דרגות החופש הפנימיות
מולקולה קווית
) סיבוב ) רוטציה מסוג חופש דרגות שתי
3N-5==4דרגות חופש מסוג תנודה
מתיחה אסימטרית
x-yכיפוףמתיחה סימטרית
x-zכיפוף
מתיחה אסימטרית
x-yכיפוףמתיחה סימטרית
x-zכיפוף
מתיחה אסימטרית
x-yכיפוףמתיחה סימטרית
x-zכיפוף
מתיחה אסימטרית
x-yכיפוףמתיחה סימטרית
x-zכיפוף
מתיחה אסימטרית
x-yכיפוףמתיחה סימטרית
x-zכיפוף
לצפיה על אופני תנודה של מולקולה http://www.pslc.ws/mactest/irabs.htm
יש מערכת רמות אנרגיה אופיינית לכל אופן תנודהמשלו
רמות האנרגיה של תנודה תלויות
במסת האטומים.ובחוזק הקשר בינהם
המודל אשר בעזרתו ניתן לחשב את האנרגיה של רמות אלה נקרא "אוסצילטור הרמוני"
הגי
נרא
v0
v1
v2
v3
" קרינה י ע נגרמות אלה רמות בין מעברים- אדום האינפרא בתחום אלקטרומגנטית
מולקולה דו-אטומים מתוארת כשתי מסות המחוברות באמצעות קפיץ
M2 מסת האטומים M1
- חוזק Kקבוע הקפיץ - הקשר בין האטומים.
מערכת זו שוות ערך למערכת של חלקיק אחד בעל לקירK המחובר באמצעות קפיץ בעל קבוע מסה
M1 M2
K
K
Ev = )v +1/2(hν
=ν תדירות אופיינית של האוסצילטור
הגי
נרא
v0 E0 = 1/2hν
E1 = 3/2hν
E2 = 5/2hν
E3 = 7/2hν
v1
v2
v3
6.631034 joulesec= h
2 1 K
ν =
= M1M2
M1 + M2
ΔE= hν
ΔE= hν
ΔE= hν
= המסה המצומצמת
=Ev האנרגיה של רמה ויברציונית
=v מספר הרמה
הויברציונית
=K קבוע המבטא את חוזק הקפיץ )הקשר(
יש מערכת רמות אנרגיה אופיינית לכל אופן תנודהמשלו
אינה = היסוד מצב של 0האנרגיהבמנוחה, אינם האטומים יסוד במצב גם כלומר
הגי
נרא
v0
v1
v2
v3
EE)v=0( = 1/2hν
על גדלים ויחידות
10-6m מיקרון = 1
=מיקרוןirיחידות של אורך גל של קרינה בתחום ה-
מהו החסרון בתאור קרינה באמצעות אורך
גל ?
hcE= :רמז
היחס בין אורך הגל לאנרגיה הפוך
בגרף קנה המידה אינו אחיד
c ν=
היחידות של מספר גל cm-1
ν= c)1/ (= cν
– הופכי νהוגדר גודל "מספר גל"לאורך גל
ν= 1/
גל למספר תדירות בין הקשר
גדולה יותר ממספר 3x1010התדירות היא פי הגל
כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת CO?
3N==6מספר דרגות החופש
3N-3==6מספר דרגות החופש הפנימיות
מולקולה קווית
) סיבוב ) רוטציה מסוג חופש דרגות שתי
1==6-5דרגות חופש מסוג תנודה
חופש אחת מסוג תנודה דרגתCOל-
16501800cm-1 ב-C=O של קשר מתיחהמה ניתן להסיק על חוזק הקשר בפחמן
חד-חמצני?
כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת H2O?
3N==9מספר דרגות החופש
3N-3==6מספר דרגות החופש הפנימיות
3 ) סיבוב ) רוטציה מסוג חופש דרגות
3N-6==3דרגות חופש מסוג תנודה
מולקולה שאינה קווית
חופש מסוג תנודה דרגתH2O 3ל-
חופש מסוג תנודה דרגתH2O 3ל-
irספקטרום של מים בתחום אשר אינו בולע בתחום CCl4)ממיסים מים ב-
זה(
מתיחה סימטרית 3652 cm -
1545 cm - מתיחה כיפוף3756אסימטרית cm -
ככל שהמולקולה גדולה יותר ספקטרום הבליעה יהיה מורכב
יותרניתן לזהות את הקבוצות
הפונקציונאליות
של הרואיןirספקטרום
?
C-H
ע"י השואה לספקטרום קיים ניתן לזהות בודאות את החומר )ראיה במשפט(
אם יעצור אותך שוטר לבדיקת נוכחות אלכוהול Intoxalyzerבדם, הוא יעשה את הבדיקה בעזרת
- Intoxalyzer -מכשיר שבודק בליעה ב–ir של
הגזים הנפלטים בנשיפה
ir ב-)CH3CH2OH)gספקטרום הבליעה של אתאנול
לאיזה מספר גל מכוון המכשיר?
CH3CH2CH2CH2OH)g( CH3CH2OCH2CH3 )g(
CH3CH2OCH2CH3 )g(
CH3CH2CH2CH2OH)g(
מי אני ומה ספקטרומי?
ספקטרום הבליעה תלוי במצב הצבירה של החומר הנבדק
נתונים שני ספקטרומים של מים
נוזל
גז
מהו ההבדל העיקרי בין שני מצבי צבירה אלה?
במצב גזי הכוחות הבינמולקולרים זניחים.אין מעבר אנרגיה יעיל בין המולקולות, לכן כל
חלקיק יכול להמצא במצב אנרגיה מוגדר היטב.
מולקולות יכולות לבצע בו זמנית תנועות מסוגים שונים )תנודה וסיבוב(
לכן ניתן להבחין בין רמות רוטציה שונות רק במצב גזי
)לא ניתן להבדיל בין רמות רוטציה בדידות .בנוזל(
במצב נוזל קיימים קשרים בינמולקולרים לכן מתאפשר מעבר אנרגיה יעיל בין
המולקולות
בליעה
אורך גלגל גל אורך אורךמקסימלימקסימלי
מדוע מתקבלים קוים בספקטרום בליעה של אטומים או יונים במצב גזי ופעמון גאוס בספקטרום בליעה של חומר מומס )נוזל(?
אנרגיה
מצב אלקטרוניEoהיסודי
דיאגרמת האנרגיה של אטומים או יונים במצב גזי בעלת רמות אנרגיה "מוגדרות
היטב".
אין קשרים בין מולקולריים, האטומים בעלי רמת אנרגיה דומה והפרש האנרגיה בין
הרמות גדול בהרבה מרוחב הרמה
אנרגיה
מצב אלקטרוניEoהיסודי
הפרש האנרגיה בין הרמות גדול בהרבה מרוחב
הרמה
v0
v1
v2
v3
הפרשהאנרגיה בין הרמות גדול מרוחב הרמה
j0
j1
j2
j3
j0
j1
j2
j3
j0
j1
j2
j3
j0
j1
j2
j3
הפרש האנרגיה בין הרמות קטן יחסית לרוחב
הרמה
דיאגרמת האנרגיה של חומר במצב נוזל או מוצק בעלת רמות אנרגיה "בעלות רוחב".
קיימים קשרים בין מולקולריים, המולקולות מושפעות ממיקומן בצבר לכן קיים הבדל ברמת האנרגיה של כל מולקולה והפרש האנרגיה בין הרמות "קטן" יחסית לרוחב
בליעהרמה ה
אורך גל