مطيافية ما تحت الاحمر(ir)

طيفية الأشعة تحت الحمراء :-

هي قياس شدة امتصاص الأشعة تحت الحمراء في منطقة تحت

الحمراء الوسطية " mid-infrared "وهي

المنطقة التي يبلغ طول الموجة فيها من


الوحدة المستخدمة في أطياف IR هي

، وهي وحدة تتناسب مع التردد وتساوي عدد الموجات في 1 سم .

لكن معظم الأوراق التي ترسم عليها الأطياف تُظهر تدريجياً مقابلاً بوحدة طول موجي كانت تستخدم الميكرون


ويرتبط امتصاص الأشعة تحت الحمراء باستحداث نقلة اهتزازية في

الجزيئات وذلك من خلال إثارة إلكترونية في معظم المركبات العضوية ،

وتكون هذه الإثارة كافية لإحداث اهتزازات امتطاط وانثناء في الروابط ..

وجميع أنواع الروابط في المركبات العضوية تحدث فيها الاهتزازات ،

فلذلك تمتص في منطقة الضوء تحت الأحمر بشرط أن يؤدي الامتصاص

إلى تغير في العزم القطبي ، وهو ما يتحقق في الكثير من المركبات ..


كيف تحدث هذه الاهتزازات ؟؟


كل مستوى طاقة الكتروني يرتبط بعدد معين من مستويات الطاقة

الاهتزازية في الجزيء .وترتبط هذه الاهتزازات بالروابط الكيميائية في

الجزيء وينظر إلى كل رابطة في الجزيء وكأنها زمبرك يرتبط بثقلين ..

ويهتز الثقلان بشكل مستمر فمثلاً قد تستطيل الرابطة ثم تعود إلى

الانكماش ..


:: أنـــــواع الاهتزازات ::



هناك أنواع متعددة للاهتزازات ومنها على سبيل المثال :




الاستطالة " stretching "









الانثناء " Bending "





وهناك أربعة أنواع منها :

الروك " Rocking "

الهز " Wagging "

الالتواء " Twisting "

القصقصة " Scissoring "

يمكن تعيين أطياف IR بإحدى الطرق التالية :


1- إذابة المركب في مذيب مناسب مثل شريطة أن يكون جافاً نقياً .

وفي هذه الحالة تستخدم خلية أخرى فيها مذيب نقي في جهاز يقسم

الشعاع إلى قسمين ، فيمر قسم في خلية المحول والقسم الأخر في

خلية المذيب . وبهذا تحذف الامتصاصات الخاصة بالمذيب ويسجل الجهاز

الامتصاصات الخاصة بالمذاب فقط ..


2- إذا كان المركب سائلاً ، فإنه يوضع دون مذيب على صورة غشاء

رقيق في الخلية أو بين قرصين من NaCl .

وإذا كان المركب صلباً يتوصل إلى عمل غشاء رقيق بصحنه مع زيت

معدني " مخلوط الكانات " تكون امتصاصاته محدودة العدد معروفة

المواقع وبعد الصحن التام تفرش المادة بين قرصين من NaCl ويسجل

الطيف ...


3 – طريقة قرص KBr

وهذه الطريقة صالحة للمواد الصلبة ، وفيها يصحن المركب مع قليل من

KBr الجاف ثم يوضع المسحوق في قالب قرصي ويعرض لضغط عالي ،

فيتكون قرص رقيق ينتشر المركب فيه خلال بانتظام تقريباً ويسجل

الطيف بوضع القرص في حامل ..


ويوضح هذا الجدول ترددات والأطوال الموجية التي تظهر عندها بعض

المجموعات الوظيفية الشائعة :




ومن خلال الجدول السابق نلاحظ أنماطاً للاهتزازات :

** اهتزازات الروابط التي تصل الذرات الأخف تقع عند ترددات أعلى من

تلك التي تصل ذرات أثقل .


** اهتزازات الامتطاط تحتاج إلى طاقة أكبر " تردد أعلى " مما تحتاجه

اهتزازات الثني ..

** أن تردد الروابط الثنائية أكبر من تردد الروابط الأحادية مع وجود نفس

الذرات .


** وكلما زاد تركيب الجزيء تعقيداً كلما زاد عدد حزم الامتصاص في

رسمه الطيفي الأمر الذي يجعل نسبة بعض الحزم الامتصاص إلى

روابط معينة أمراً بالغ الصعوبة .


ولكن ظهور حزم معينة في نسق معين في المنطقة ما بين 715 –

1500 تقريباً ، وهي المنطقة التي تسمى " منطقة البصمة " يشكل

دليلاً تشخيصياً على ما هية المركب .



وسُميت بهذا الاسم وذلك تشبيهاً ببصمات الأصابع التي تميّز الشخص

عن غيره . فإذا وضع طيفان أحدهما لمركب معروف والأخر لعينة مجهولة

، ووجد أنهما يتطابقان في هذه المنطقة فبالتأكيد ستكون لمركب

واحد، ذلك أنه لا يوجد مركبان يتطابق فيهما طيفا IR دون أي فروق .


:: طيف الامتصاص تحت الحمراء والمخدرات ::


عادة يتم استخدام طيف تحت الحمراء في مختبرات الجمارك في المراكز

الحدودية وذلك لفحص عينات من المركبات المشتبه بها " مثال على

ذلك المخدرات " فإن تطابقت مع طيف امتصاص الأشعة تحت الحمراء

لهذه المركبات كان دليلاً قاطعاً على أن العينة المشتبة بها تحتوي على

مادة الهيروين مثلاً ... وهكذا ..