אינטראקציה בין קרינה וחומר ערור ויברציוני-תנודה (גלי ir )

1. אינטראקציה בין קרינה וחומרערור ויברציוני-תנודה (גלי ir) מלכה יאיון בית ספר קציר רחובות

2. איזה סוגי ערור למדנו עד כה? סוג הערור אלקטרוני (אטומים או יונים) פוטונים האחראיים לערור ספקטרום המתקבל עוצמת פליטה אורך גלnm אנרגיה E3 E2 E1 E0 אנרגיה דיאגרמת אנרגיה E3 E2 E1 E0 עוצמת בליעה אורך גלnm אור נראה (390-780nm) אולטרה סגול עד uv 10-9 m

3. רוטציוני – סיבוב (מולקולות) סוג הערור פוטונים האחראיים לערור אנרגיה j3 J2 J3 J0 J1 ספקטרום המתקבל J1 J2 %העברה j2 דיאגרמת אנרגיה j1 cm (גדל) λ j0 גלי מיקרו(cm) 10-1 m עד 10-3 m

4. איזה סוגי ערור נכיר עכשו? ויברציוני-תנודה (מולקולות) סוג הערור גלי -ir אינפרה אדום (Micron)10-6 m עד 10-3 m פוטונים האחראיים לערור גלי -ir אינפרה אדום בעלי אורך גל ארוך יותר מהאור הנראה והאולטרה סגול (nm), לכן יגרמו למעברים בעלי הפרשי אנרגיה קטנים יותר...אך קצרים מ גלי מיקרו(cm) לכן יגרמו למעברים בעלי הפרשי אנרגיה גדולים יותר מהוא ערור ויברציוני (תנודה)?

6. מולקולה שאינה קווית כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת H2S? מספר דרגות החופש 3N==9 מספר דרגות החופש הפנימיות 3N-3==6 3 דרגות חופש מסוג רוטציה (סיבוב) דרגות חופש מסוג תנודה 3N-6==3

7. מתיחה סימטרית כיפוף מתיחה אסימטרית

8. מתיחה סימטרית כיפוף מתיחה אסימטרית

9. מתיחה סימטרית כיפוף מתיחה אסימטרית

10. מתיחה סימטרית כיפוף מתיחה אסימטרית

11. מתיחה סימטרית כיפוף מתיחה אסימטרית

12. מולקולה קווית כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת CO2? מספר דרגות החופש 3N==9 מספר דרגות החופש הפנימיות 3N-3==6 שתי דרגות חופש מסוג רוטציה (סיבוב) דרגות חופש מסוג תנודה 3N-5==4

13. מתיחה סימטרית כיפוףx-y מתיחה אסימטרית כיפוףx-z

14. מתיחה סימטרית כיפוףx-y מתיחה אסימטרית כיפוףx-z

15. מתיחה סימטרית כיפוףx-y מתיחה אסימטרית כיפוףx-z

16. מתיחה סימטרית כיפוףx-y מתיחה אסימטרית כיפוףx-z

17. מתיחה סימטרית כיפוףx-y מתיחה אסימטרית כיפוףx-z לצפיה על אופני תנודה של מולקולה http://www.pslc.ws/mactest/irabs.htm

18. אנרגיה v3 v2 v1 v0 מעברים בין רמות אלה נגרמות ע"י קרינה אלקטרומגנטית בתחום האינפרא-אדום לכל אופן תנודהיש מערכת רמות אנרגיה אופיינית משלו רמות האנרגיה של תנודה תלויות במסת האטומים ובחוזק הקשר בינהם. המודל אשר בעזרתו ניתן לחשב את האנרגיה של רמות אלה נקרא "אוסצילטור הרמוני"

19. K M1 M2 K  מולקולה דו-אטומים מתוארת כשתי מסות המחוברות באמצעות קפיץ M2 מסת האטומים M1 קבוע הקפיץ - K - חוזק הקשר בין האטומים. מערכת זו שוות ערך למערכת של חלקיק אחד בעל מסה  המחובר באמצעות קפיץ בעל קבוע K לקיר

20. 1 K ν = 2   אנרגיה E3 = 7/2hν E2 = 5/2hν M1M2  = E1 = 3/2hν M1 + M2 v0 E0 = 1/2hν Ev= (v+1/2)hν = Evהאנרגיה של רמה ויברציונית = vמספר הרמה הויברציונית 6.631034 joulesec= h = ν תדירות אופיינית של האוסצילטור = K קבוע המבטא את חוזק הקפיץ (הקשר) =המסה המצומצמת v3 ΔE= hν v2 ΔE= hν v1 ΔE= hν

21. אנרגיה v3 v2 E(v=0) = 1/2hν v1 E v0 לכל אופן תנודהיש מערכת רמות אנרגיה אופיינית משלו האנרגיה של מצב היסוד אינה =0 כלומר, גם במצב יסוד האטומים אינם במנוחה

22. על גדלים ויחידות יחידות של אורך גל של קרינה בתחום ה-ir =מיקרון 1 מיקרון = 10-6m רמז: הוגדר גודל "מספר גל"ν – הופכי לאורך גל ν= 1/  hc c ν = E =   ν= c(1/ )= cν מהו החסרון בתאור קרינה באמצעות אורך גל ? היחס בין אורך הגל לאנרגיה הפוך בגרף קנה המידה אינו אחיד היחידות של מספר גל cm-1 הקשר בין תדירות למספר גל התדירות היא פי 3x1010 גדולה יותר ממספר הגל

23. מולקולה קווית כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת CO? מספר דרגות החופש 3N==6 מספר דרגות החופש הפנימיות 3N-3==6 שתי דרגות חופש מסוג רוטציה (סיבוב) דרגות חופש מסוג תנודה 6-5==1

24. ל- CO דרגתחופש אחת מסוג תנודה מתיחהשל קשרC=O ב-16501800cm-1 מה ניתן להסיק על חוזק הקשר בפחמן חד-חמצני?

25. מולקולה שאינה קווית כמה דרגות חופש מסוג תנודה יש למולקולת H2O? מספר דרגות החופש 3N==9 מספר דרגות החופש הפנימיות 3N-3==6 3 דרגות חופש מסוג רוטציה (סיבוב) דרגות חופש מסוג תנודה 3N-6==3

26. ל- H2O 3 דרגתחופש מסוג תנודה

28. 1545cm-כיפוף ל- H2O 3 דרגתחופש מסוג תנודה מתיחה סימטרית 3652cm- מתיחה אסימטרית 3756 cm- ספקטרום של מים בתחום ir(ממיסים מים ב-CCl4אשר אינו בולע בתחום זה)

29. ? ככל שהמולקולה גדולה יותר ספקטרום הבליעה יהיה מורכב יותרניתן לזהות את הקבוצות הפונקציונאליות C-H ע"י השואה לספקטרום קיים ניתן לזהות בודאות את החומר (ראיה במשפט) ספקטרום ir של הרואין

30. אם יעצור אותך שוטר לבדיקת נוכחות אלכוהול בדם, הוא יעשה את הבדיקה בעזרת Intoxalyzer - Intoxalyzer –מכשיר שבודק בליעה ב- ir של הגזים הנפלטים בנשיפה לאיזה מספר גל מכוון המכשיר? ספקטרום הבליעה של אתאנול CH3CH2OH(g) ב-ir

31. מי אני ומה ספקטרומי? CH3CH2CH2CH2OH(g) CH3CH2OCH2CH3(g) CH3CH2CH2CH2OH(g) CH3CH2OCH2CH3(g)

32. ספקטרום הבליעה תלוי במצב הצבירה של החומר הנבדק נתונים שני ספקטרומים של מים נוזל גז מהו ההבדל העיקרי בין שני מצבי צבירה אלה?

33. במצב גזי הכוחות הבינמולקולרים זניחים.אין מעבר אנרגיה יעיל בין המולקולות, לכן כל חלקיק יכול להמצא במצב אנרגיה מוגדר היטב. במצב נוזל קיימים קשרים בינמולקולרים לכן מתאפשר מעבר אנרגיה יעיל בין המולקולות 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).

34. בליעה אורך גל אורך גל מקסימלי מדוע מתקבלים קוים בספקטרום בליעה של אטומים או יונים במצב גזי ופעמון גאוס בספקטרום בליעה של חומר מומס (נוזל)?

35. אנרגיה היסודי מצב אלקטרוני Eo 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

36. הפרש האנרגיה בין הרמות גדול בהרבה מרוחב הרמה אנרגיה היסודי מצב אלקטרוני הפרש האנרגיה בין הרמות גדול מרוחב הרמה v3 v2 j3 j3 j3 j3 v1 j2 j2 j2 j2 הפרש האנרגיה בין הרמות קטן יחסית לרוחב הרמה j1 j1 j1 j1 j0 j0 j0 j0 v0 Eo

37. בליעה אורך גל 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 הרמה