طيف الاشعه المرئيه والفوق بنفسجيه

مدخل لأطياف المركبات العضـوية

ماذا نعني بدراسة الطيـف ؟

دراسته تعني دراسة التدخلات بين الطاقة الأشعاعية والمادة والتغيرات التي سوف تحدث للجزئ عند تعرضه للأشعة
ماهو الطيـف؟ الطيف هو مدى كلّ الإشعاع الكهرومغناطيسي المحتمل ولذلك يسمى في كثير
من المراجع والمصـادر " بالطيف الكهرومغناطيسي " أو " طيف الأشعاع الكهرومغناطيسي"
إذاً فإن الطيف هو عبارة عن التمثيل العام للأمواج الكهرومغناطيسية.

×× الطيف الكهرومغناطيسي ××
Electromagnetic Spectrom
رسم (1(




بحسب نظريات الكم فإن الأشعة الكهرومغناطيسية تنتقل في جسيمــات مثل حزم من الطاقة
اسموهــا بـ ) الفوتونـات ( أما حسب النظرية الموجية فتُعرف الأشعة الكهرومغناطيسية
بأنها الطاقة الأشعاعية التي تنتقل في الفراغ على هيئة موجات.

ولدراسـة الطيف بالنسبة للمركبات العضـوية سنعتبر أن الطيف ( الضوء ( هو فوتونات
تيسـير في الفضـاء على هيئـة موجـات.

ويتكون الطيف الكهرومغناطيسي انظر الرسم 1:
-1الأشعة الكونية Cosmic rays
-2أشعة جاما Camma_ray
-3 أشعة أكس ( السينية ) X_ray
-4الأشعة فوق البنفسجية Ultraviolet ray
-5الأشعة المرئية Visible rays
-6الأشعة تحت الحمراء Infrared rays
-7أشعة الميكروويف Microwaves
-8أشعة الراديو Radio

وقبل أن ندرس تأثير كل منها على جزيئاتنا لابد من التعرف أولاً على خصائصها العامة وأوصافها حتى يتنسنى لنـا التحدث بمنهجية عن التأثيــرات الفيزيائية نتيجة تعرض المادة
للطيـف وسنبـدأ بمجموعة تعريفات بسيطة:

- طول الموجة (Wavelength ?): هو أصغر جزء متكرر مكون للموجات وطوله يساوي المسافة بين قمتين متتابعتين أو قاعين متتابعين وله وحدات الطول وهي عديدة منها:
الأنجستروم ، المليميكرون(النانومتر)، الميكرون ، المليميتر، السنتيميتر( انظر الرسم(2 (

الرسم (2)



_ التردد Frequency:هو عبارة عن عدد الدورات الكاملة التي يصنعها الفوتون أثناء سيره
في الثانية الواحدة ووحدات التردد هي (دورة/ثانية) ويقال لها الهيرتز Hz نسبة للعالم الالماني
Heinrich Rudolf Hertz.

حيث c تساوي سرعة الضوء .ويمكن حساب سرعة الموجة وهي طول الموجة × ترددها .
والطاقة المصاحبة لشعاع الضوء يمكن حسابها من العلاقة:
حيث h هو ثابت بلانك.
ومن ملاحظاتنا على هذه الخصائص الفيزيائية أن الطاقة الضوئية تتناسب طرياً مع التردد
وعكسيـاً مع مع طول الموجة أي أن الأشعة التي لها أطوال موجات قصيرة لها طاقة عالية
والعكس صحيح.
إن المركبات العضـوية تستطيع امتصاص الأشعة الكهرومغناطيسية لمختلف الأطوال الموجية
والعلاقة بين أطوال الموجات والطاقة عكسية ولذلك بالرجوع للرسم (1) نلاحظ أن:
فوتون الأشعة فوق البنفسجية سيكون له طاقة أعلى من فوتون الأشعة المرئية وذلك ببساطة
هو أن طول موجة فوتون الأشعة فوق البنفسجية أقصر من فوتون الأشعة المرئية.

امـتصاص الضوء :
عند مرور حزمة من الشعاع الكهرومغناطيسي من خلال مادة مركب فإن هذا الشعاع
قد يمتص أو يبعث وذلك اعتماداً على:
/1 تردد الشـعـاع.
/2البنية التركيبية لجزيئات المادة.
ونتيجة لأمتصاص الضوء فإن جزيئات المادة سوف تكتسب مقداراً من الطاقة وهذه مانسميها
بـ ( الطاقة الداخلية ) وهي الطاقة التي تكتسبها جزيئات مادة معينة عن تعرضها للأشعاع
وهي عبارة عن مجموع الطاقة الألكترونية والأهتزازية والدورانية.

الطاقة الداخلية = E الألكترونية + E الدورانية + E الأهتزازية
أقسـام الأطياف حسب الأشعة المستخدمة
-1أطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية ( أطياف الأمتصاص الألكترونية).
-2أطياف الأشعة تحت الحمراء.
-3أطياف الرنين النووي المغناطيسي.
4-أطياف الكتلة.
ولابد لنا الآن من التعرف على القيــاسات المحسوبة لكل طيف:
-1تقاس الأشعة الكونية والأشعة السينية بوحدات الأنجستروم.
-2 تقاس الأشعة فوق البنفسجية والمرئية بالمليميكرون أو النانومتر.
-3تقاس الأشعة تحت الحمراء غالباً بوحدات العدد الموجي (مقلوب طول االموجة).


انواع الأطياف وتأثيره على المركبات العضوية

أطيـاف الأشـعة فوق البنفسجيـة والمرئيـة





في الواقع إن استخدام أطياف امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة المرئية محدودة
وذلك لأن كمية المعلومات الناتجة عنها لاتفيد الدارس كثيراً في تفسير الطيف وقد يتبادر
البعض بالسؤال حول ماهية أهميتها ! حيث إن دمج المعلومات الناتجة عنها مع معلومات امتصاصات الأطياف الأخرى ستعطي وبوضوح منظوراً جميلاً للدارس ليفهم ويستكشف في مركباته العضوية