مطيافية التفكك الضوئي بالأشعة تحت الحمراء

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

تستخدم مطيافية التفكك الضوئي بالأشعة تحت الحمراء (IRPD) الأشعة تحت الحمراء لكسر الروابط في الجزيئات ، وخاصة الأيونية منها ، داخل مطياف الكتلة. [ 1 ] وبالاقتران مع التأين اللاحق، يمكن استخدام هذه التقنية أيضًا لدراسة الأنواع المتعادلة. وقد ثبت أن مطيافية IRPD تستخدم التأين الإلكتروني ، والتفريغ الإكليلي، والتأين بالرذاذ الإلكتروني للحصول على أطياف المركبات المتطايرة وغير المتطايرة. [ 2 ] [ 3 ] ويمكن دراسة الغازات المتأينة المحصورة في مطياف الكتلة دون الحاجة إلى مذيب كما هو الحال في مطيافية الأشعة تحت الحمراء . [ 4 ]

مخطط تخطيطي لمطياف التفكك الضوئي بالأشعة تحت الحمراء

تاريخ

بدأ العلماء يتساءلون عن طاقة تكوين التجمعات الذرية في أوائل القرن التاسع عشر. وقد وضع هنري إيرينغ نظرية المعقدات المنشطة التي تصف حركية التفاعلات. [ 5 ] شجع الاهتمام بدراسة التفاعلات الضعيفة بين الجزيئات والأيونات (مثل قوى فان دير فالس) في التجمعات الذرية على استخدام مطيافية الطور الغازي، ففي عام 1962، درس د. هـ. رانك التفاعلات الضعيفة في الطور الغازي باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء التقليدية. [ 6 ] استخدم د. س. بومس مطيافية الأشعة تحت الحمراء النبضية (IRPD) مع مطيافية الرنين الأيوني السيكلوتروني (ICR) لدراسة المركبات النظائرية في عام 1980 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . [ 7 ] كانت مطيافية التجمعات الذرية ذات الروابط الضعيفة محدودة بسبب انخفاض تركيز التجمعات وتنوع حالاتها المتاحة. [ 8 ] تتفاوت حالات التجمعات جزئيًا بسبب التصادمات المتكررة مع الأنواع الأخرى، وللحد من التصادمات في الطور الغازي، تُشكل مطيافية الأشعة تحت الحمراء النبضية (IRPD) التجمعات في مصائد أيونية منخفضة الضغط (مثل مطيافية الرنين الأيوني السيكلوتروني بتحويل فورييه). كان النيتروجين والماء من أوائل المركبات التي تمت دراستها بمساعدة مطياف الكتلة بواسطة أ. جود في جامعة ألبرتا في الستينيات. [ 9 ] [ 3 ]

الأجهزة

يُستخدم التفكك الضوئي للكشف عن النشاط الكهرومغناطيسي للأيونات والمركبات والتجمعات عندما يتعذر تطبيق التحليل الطيفي مباشرةً. عادةً ما يكون التركيز المنخفض للمادة المراد تحليلها هو العامل الحاسم والمثبط لقياس الامتصاص في الحالة الغازية. [ 4 ] وقد استُخدمت مطيافات الكتلة، مثل مطياف زمن الطيران ومطياف رنين السيكلوترون الأيوني ، لدراسة تجمعات الأيونات المائية . [ 10 ] وتستطيع الأجهزة استخدام التأين بالرذاذ الإلكتروني (ESI) لتكوين تجمعات الأيونات المائية بكفاءة. كما استُخدم الاستئصال بالليزر والتفريغ الإكليلي لتكوين تجمعات الأيونات. تُمرر المركبات عبر مطياف الكتلة حيث تُشعّع بضوء الأشعة تحت الحمراء وليزر Nd:YAG . [ 10 ]

طلب

تتمتع مطيافية التفكك الضوئي بالأشعة تحت الحمراء بقدرة فائقة على دراسة طاقات الروابط في المركبات التناسقية . إذ يمكنها قياس طاقات الروابط المختلفة للمركبات، بما في ذلك الروابط التناسقية وطاقات التناسق في التجمعات الجزيئية. [ 1 ] [ 3 ] ويمكن الحصول على معلومات بنيوية عن المواد المُحللة باستخدام الانتقائية الكتلية وتفسير التجزئة . وعادةً ما تُشابه المعلومات الطيفية تلك الخاصة بأطياف الأشعة تحت الحمراء الخطية، ويمكن استخدامها للحصول على معلومات بنيوية مفصلة عن الأنواع الغازية، وفي حالة المركبات المعدنية، يمكن الحصول على رؤى حول تناسق الليجاندات ، وتنشيط الروابط، والتفاعلات المتتالية. [ 11 ]

نموذج ثلاثي الأبعاد للروابط الهيدروجينية في الماء

مراجع

  1. 1 2 ليبتيت، كريستين؛ مارافال، فاليري؛ كاناك، إيف؛ شوفان، ريمي (2016-02-01). "حول طبيعة الرابطة التناسقية: التناسق مع المعادن وما بعدها. حالة الكربون". مراجعات كيمياء التناسق . آفاق في كيمياء التناسق بمناسبة الذكرى الأربعين لمختبر كيمياء التناسق التابع للمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي، تولوز، فرنسا. 308، الجزء 2: 59-75 . doi : 10.1016/j.ccr.2015.07.018 .
  2. ↑ أوه، هان-بين؛ لين، تشنغ؛ هوانغ، هارولد ي.؛ تشاي، هويلي؛ برويكر، كاثرين؛ زابروسكوف، فلاديمير؛ كاربنتر، باري ك.؛ ماكلافيرتي، فريد و. (2005-03-01). "مطيافية التفكك الضوئي بالأشعة تحت الحمراء للأيونات المرشوشة كهربائيًا في مطياف الكتلة بتحويل فورييه". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 127 (11): 4076-4083 . doi : 10.1021/ja040136n . ISSN 0002-7863 . PMID 15771545 .  
  3. 1 2 3 نيدنر-شاتيبورغ، جيريون؛ بونديبي، فلاديمير إي. (2000). "دراسات مطيافية الرنين الأيوني السيكلوتروني بتحويل فورييه لتأثيرات الذوبان في تفاعلات تجمعات الماء الأيونية". مراجعات كيميائية . 100 (11): 4059-4086 . doi : 10.1021/cr990065o . PMID 11749340 . 
  4. 1 2 ووكر، نيكولاس ر.؛ والترز، ريتشارد س.؛ دنكان، مايكل أ. (22-11-2005). "آفاق جديدة في مطيافية الأشعة تحت الحمراء لمركبات أيونات المعادن في الطور الغازي". مجلة الكيمياء الجديدة . 29 (12): 1495. doi : 10.1039/B510678H . ISSN 1369-9261 . 
  5. ↑ ماكواري، دونالد (1997). الكيمياء الفيزيائية : مدخل جزيئي . سوساليتو، كاليفورنيا: منشورات جامعة العلوم. ص 1165. ISBN   978-0935702996.
  6. ↑ رانك، د.هـ. (1962-12-01). "أطياف امتصاص مخاليط الهيدروجين-الهاليد-الغازات النادرة". مجلة الفيزياء الكيميائية . 37 (11): 2511-2515 . Bibcode : 1962JChPh..37.2511R . doi : 10.1063/1.1733048 . ISSN 0021-9606 . 
  7. ↑ بومس، د.س. (يناير 1981). "الكيمياء الضوئية بالأشعة تحت الحمراء لـ (CH3)2Cl+، و(CH3)Cl+(CD3)، و(CD3)2Cl+ في الحالة الغازية باستخدام إشعاع ليزر مستمر منخفض الشدة". رسائل الفيزياء الكيميائية . 77 (1): 25-29 . Bibcode : 1981CPL....77...25B . doi : 10.1016/0009-2614(81)85592-3 .
  8. ↑ ميلر، ر. إي. (1986-07-01). "التفكك الضوئي بالليزر تحت الأحمر والتحليل الطيفي لجزيئات فان دير فالس". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 90 (15): 3301-3313 . doi : 10.1021/j100406a003 . ISSN 0022-3654 . 
  9. ↑ جود، أ.؛ دوردن، د.أ.؛ كيبارل، ب. (1970). "تفاعلات الأيونات مع الجزيئات في النيتروجين النقي والنيتروجين المحتوي على آثار من الماء عند ضغوط كلية تتراوح بين 0.5 و4 تور. حركية تفاعلات التكتل لتكوين H+(H2O)n". مجلة الفيزياء الكيميائية . 52 (1): 212-221 . Bibcode : 1970JChPh..52..212G . doi : 10.1063/1.1672667 .
  10. 1 2 ميتز، ريكاردو ب. (2004-07-01). "التحليل الطيفي البصري وديناميكيات التفكك الضوئي للأيونات متعددة الشحنات" . المجلة الدولية لعلم قياس الطيف الكتلي . 235 (2): 131-143 . Bibcode : 2004IJMSp.235..131M . doi : 10.1016/j.ijms.2004.04.009 .
  11. ↑ فيليكه، أندريه (2023). "دراسة ارتباط وتنشيط الجزيئات الصغيرة بواسطة تجمعات المعادن الانتقالية في الطور الغازي باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء" . مجلة الجمعية الكيميائية . 52 (11): 3778-3841 . doi : 10.1039/D2CS00104G . ISSN 0306-0012 .