• بازدید : 59 views
  • بدون نظر
این فایل در ۶صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله : ساختمان اتمی ، کریستالوگرافی ، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی ، یونی ، هیدروژنی و … ، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی ، واکنشهای اسید و باز ، سرامیکها ، تقارن مولکولی و انواع بخشهای زیرطبقه الکتروشیمی ( الکترولیز ، باطری ، خوردگی ، نیمه رسانایی و غیره ) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی ، “ساندرسن” چنین نوشته است:

« در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات ، به‌ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن ، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی مجدد اتمهاست. در این حال ، شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه ، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود. 
طبقه‌بندی مواد معدنی 
در یک مفهوم گسترده ، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر ، ترکیبات یونی ، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر : عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند، بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:
۱٫ گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی ( )
۲٫ جامدات مولکولی ( )
۳٫ مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته ( الماس ، گرافیت )
۴٫ فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca)
ترکیبات یونی : این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارتند از:
۱٫ ترکیبات یونی ساده ، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.
۲٫ اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند ( ) و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل ( ) ، سیلیکاتهای مختلف مانند  و …
۳٫ دیگر هالیدهای دوتایی ، کاربیدها ، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.
۴٫ ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی ( به‌اصطلاح کمپلکس ) می‌باشند، همچون  .
ترکیبات مولکولی : این ترکیبات ممکن است جامد ، مایع و یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند:
۱٫ ترکیبات دوتایی ساده همچون  .
۲٫ ترکیبات پیچیده فلزدار همچون  .
۳٫ ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند  .
جامدات شبکه‌ای یا بسپارها : نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها می‌باشد. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر  است. 
ساختمان XeF6 ، یک ماده معدنی 

ساختارهای مواد معدنی 
ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده ، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولا به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین ، در مواد معدنی ، اینکه اتمها پنج ، شش ، هفت ، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از چند وجهی‌های با نظم کمتر ، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث ، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجهی‌های منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود. 
انواع واکنشهای مواد معدنی 
در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است. این امر دو دلیل عمده دارد:

اولا ، برخلاف بیشتر مواد آلی ، پیوندها در ترکیبات معدنی غالبا تغییر ناپذیرند. در نتیجه رویدادهای متعدد شکسته شدن پیوند و تشکیل پیوند در واکنشهای معدنی در جریان است. در چنین شرایطی واکنش ، توانایی تولید محصولات گوناگونی را بدست می‌آورد.
افزون بر این ، اغلب واکنشهای معدنی در شرایطی ویژه همچون به‌هم زدن شدید یک مخلوط ناهمگن در دما و فشار بالا انجام می‌گیرد که تعیین مکانیسم را غیر ممکن یا حداقل غیر عملی می‌سازد.

به این دو دلیل ، اغلب بهتر است که واکنشهای معدنی را فقط بر اساس نتیجه کلی واکنش توصیف کنیم. این رهیافت به نام شیمی معدنی توصیفی معروف است. بنابراین به سهولت مشخص می‌شود که گرچه هر واکنش را می‌توان بر اساس ماهیت و هویت محصولات واکنش در رابطه با ماهیت و هویت مواد واکنش دهنده توصیف کرد، اما نمی‌توان به هر واکنش مکانیسم معینی را نسبت داد. از نظر شیمی معدنی توصیفی ، اکثر واکنشها را می‌توان به یک یا چند طبقه از طبقه‌های زیر نسبت داد:

واکنشهای اسید و باز (خنثی شدن) ، افزایشی _ حذفی ، اکسایش _ کاهش (ردوکس) ، استخلاف ، نوآرایی ، تبادلی ، حلال کافت ، کی‌لیت شدن ، حلقه‌ای شدن و تراکمی و واکنشهای هسته‌ای.

برای درک عمیق‌تر یک واکنش معدنی لازم است تصویر کاملی از واکنش ، از مواد واکنش دهنده گرفته تا حد واسطها یا حالتهای گذرا تا رسیدن به محصولات تهیه کنیم. این امر به دانش کاملی از سینتیک و یا ترمودینامیک واکنش ، همچنین اطلاع از تاثیر ساختار و پیوند بر واکنش پذیری نیاز دارد. 

 


رابطه شیمی آلی و شیمی معدنی 
شیمی آلی و معدنی در مواردی در مباحث یکدیگر وارد می‌شوند. به‌عنوان مثال می‌توان به ترکیبات آلی فلزی ، واکنشهای اسید و باز ، شیمی سیلسیم و ترکیبات کربن (وقتی که با اتمهای هیدروژن ، نیتروژن ، اکسیژن ، گوگرد ، هالوژنها و چند عنصر دیگر نظیر سیلسیم و آرسنیک متصل است) اشاره کرد.

پس شیمی معدنی نه‌تنها با مواد مولکولی مشابه موادی که در شیمی آلی بررسی می‌شوند، سروکار دارد، بلکه توجه خود را به انواع وسیعتری از مواد که شامل گازهای اتمی ، جامدات غیر مولکولی که به‌صورت آرایه‌های گسترش یافته‌ای هستند، ترکیبات حساس در مقابل هوا و رطوبت ، ترکیبات محلول در آب و سایر حلالهای قطبی و همچنین مواد محلول در حلالهای غیر قطبی معطوف می‌کند.

بنابراین شیمیدان معدنی با مسئله تعیین ساختار ، خواص و واکنش پذیری گستره فوق‌العاده وسیعی از مواد که دارای خواص بسیار متفاوت و الگوهای فوق‌العاده پیچیده ساختاری و واکنش پذیری‌اند، مواجه است. 
رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی 
در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها ، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک ، بخصوص ترمودینامیک ، ساختارهای الکترونی اتمها ، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها ، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی ، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.
شیمی معدنی
شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها (مواد معدنی) و خواص آنها سروکار دارد.

شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها بجز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست.

به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و دی سولفید کربن را دربر می‌گیرد.

نگاه کلی
در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و …، ترکیبات کوئوردیناسیون و نظریه‌های مربوطه از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باطری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است:

در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست. در این حال شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود. 

طبقه بندی مواد معدنی
در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند. بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:


گازهای اتمی (Kr , Ar) و یا گازهای مولکولی (Latex Error:

{O_2 , H_2})


جامدات مولکولی (Latex Error:

{C_6 , S_8 , P_4})


مولکولها و یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت)


فلزات جامد (Co , W) و یا مایع (Hg , Ca)


ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد همواره جامدند و عبارت‌اند از:


ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.


اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند () و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (Latex Error:

{MgAl_2O_4})، سیلیکاتهای مختلف مانند Latex Error:

{CaMg(SiO_3)_2} و …


دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.


ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون Latex Error:

{Ni(H_2O)_6{2+} , Co(NH_3)_6{3+} , SiF_6^{2-}} .


ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع و یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند:


ترکیبا دوتایی ساده همچون Latex Error:

{UF_6 , OsO_4 , SO_2 , PF_3} .


ترکیبات پیچیده فلزدار همچون Latex Error:

{RuH(CO_2Me)(PPh_3)_3 , PtCl2(PMe_3)_2} .


ترکیبات آلی فلزی که مشخصا پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Latex Error:

{Zr(Cn_2C_6H_5)_4 , Ni(CO)_4} .


جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر Latex Error:

{YBa_2Cu_3O_7} است.

ساختارهای مواد معدنی
ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از وجیهای با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

انواع واکنشهای مواد معدنی
در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است. 


رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی
در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها، سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

سيمان : هر يك از انواع خاص سيمان نسبتهاي مختلفي از سيستم سه تايي SiO2 _ AlO2 _ CaO مي باشد.

سيمان به عنوان چسب:
سيمان به عنوان چسب براي چسباندن خرده ها و ذرات چوب سالها مورد استفاده بوده است. با اين ماده و با استفاده از خاك اره بلوكهايي براي تهيه ي ديوارهاي داخلي منازل تهيه مي شد. در اروپا قطعاتي مركب از چوب و پشم تهيه مي شد كه به دليل دارا بودن دوام زياد و هدايت گرمايي كم كاربرد وسيعي در ساخت پوشش روي سقف ساختمانها داشت.تلاش هاي اوليه براي توليد تخته هاي ساخته شده از سيمان و خرده چوب به دليل سنگيني زياد و استحكام كم محصول و به ويژه مقاومت كم ان در برابر ضربه چندان موفقيت آميز نبود. در تهيه ي چند سازه هاي چوب _ سيمان بايستي در انتخاب گونه ي چوب مناسب دقت شود تا از تخريب شيميايي سيمان (مسموم شدن سيمان ) جلوگيري شود. به دليل مقدار و نوع قند ها ٬ همي سلولزها و تركيبات فنولي موجود در چوب اغلب گونه ها گاهي اوقات سيمان خودش را نمي گيرد.در اينجا بايد پرورده شدن (سفت شدن ) تحت فشار انجام گيرد.از آنجا كه پرورده شدن سيمان فرايند بسيار كندي است لازم است قطعات ساخته شده را به صورت متصل به گيره به مدت ۶ تا ۸ ساعت در اتاق هاي گرم ۷۰ تا ۸۰ درجه ي سانتي گراد نگه داشت. همين موضوع فرايند توليد را كند مي كند و قيمت فراورده را بالا مي برد. گرچه با استفاده از چسب هاي سيماني تخته هاي سنگيني توليد مي شود با استفاده از سيمان پورتلند تخته هايي توليد مي شود كه پايداري ابعادي زيادي دارند. اين تخته ها بسيار پردوام بوده و تقريبا نسوزمي باشند. 


سيمان پرتلند : اين نوع سيمان مهمترين نوع سيمان از نظر توليد و مصرف به شمار مي رود. اين ماده از كلينكر و افزودني هاي گچ يا آنيدريت تشكيل شده است.مواد اوليه ي مورد استفاده در توليد كلينكرهاي سيمان پرتلند عبارتند از : مارل آهكي (مخلوط طبيعي سنگ آهك و رس ) يا مخلوط سنگ آهك يا نرم آهك با رس. 


اجزاء كلينكر سيمان پرتلند : وجود تري كلسيم سيليكات در سيمان پرتلند اين ماده را از خواص مطلوبي نظير سخت شدن سريع و استحكام بالا بهره مند مي سازد. به همين دليل در توليد كلينكرهاي سيمان پرتلند اطمينان از مقدار تري كلسيم سيليكات تا بيشترين حد ممكن حائز اهميت است. تنظيم دقيق مقدار آهك از اهميت فراواني برخوردار است. طبق نظر اچ كوهل حداكثر مقدار آهكي كه مي تواند با SiO2 ٫ Al2 O3 و Fe2 O3 تركيب شود با استفاده از فرمول زير محاسبه مي شود: 

CaOMax = 2.8x SiO2 + 1.1xAl2 O3 + 0.7x Fe2 O3 


وقتي مقدار آهك از مقدار مجاز بالاتر باشد در كلينكر آهك آزاد وجود خواهد داشت. Ca( OH)2 يا Mg(OH)2 كه در اثر هيدراته شدن آهك آزاد (CaO يا MgO) ايجاد مي شود فضاي بيشتري نسبت به اكسيد اوليه اشغال مي كند. پديده ي معروف به انفجار آهكي يا انفجار منيزيايي ناشي از حضور همين كلوخه هاي درشت بلورين CaO يا MgO است زيرا واكنش با آب بسيار آهسته انجام مي گيرد و پس از سخت شدن سيمان نيز ادامه مي يابد. در نتيجه مقدار اهك اضافه شده هميشه كمتر از مقدار محاسبه شده مي باشد.

توليد سيمان پرتلند: براي توليد كلينكر از روشهاي مختلفي استفاده مي شود: در روش تر مواد آغازين به صورت تر آسياب مي شوند تا يك دوغاب خام به وجود ايد سپس اين دوغاب در كوره ي دوار خشك و پخته مي شود در اين روش امكان تامين ساده و دقيق مقدار اجزاء تركيب وجود دارد و مرحله ي آسياب به انرژي كمي نياز دارد. در صورتي كه در مرحله ي پخت بعدي به دليل مقدار آبي كه بايد تبخير شود انرژي بيشتري مصر ف خواهد شد. استفاده از روش تر صرفا در مواردي كه مقدار آب موجود در مواد آغازين بيش از بيست در صد و يا انجام عمليات تر اجتناب ناپذير باشد. در روش نيمه تر آب دوغاب خام كه به صورت تر تهيه شده به كمك صافي فشار (—– پرس ) خارج مي شود خمير حاصل به شكل گندله پرس شده و به همين صورت در كوره ي دوار پخته مي شود. در روش نيمه خشك كه متفاوت از روش نيمه تر است مواد آغازين به صورت خشك آسياب و مخلوط مي شوند. سپس خوراك خام همگن شده ي حاصله به كمك آب و برروي ميز گرانول سازي به شكل گندله تبديل مي شود.در روش خشك مواد آغازين به صورت خشك آسياب و مخلوط مي شوند تا خوراك خام به دست آيد مواد در حال آسياب شدن به كمك گازهاي داغ خروجي پخت خشك مي شوند به طوري كه مقدار رطوبت باقي مانده كمتر از يك در صد شود و بعد از آن به كوره ي پخت انتقال داده مي شوند.در تمام روشهاي فوق پخت مواد اوليه در دماي حدود ۱۴۵۰ درجه ي سانتي گراد و معمولا در كوره هاي دوار انجام مي شود. در كوره هاي دوارخوراك خام توسط گازهاي داغ خروجي پيش گرم مي شود با استفاده از پيش گرم هاي ويژه (پيش گرم كنهاي مشبك و پيش گرمكنهاي سيكلوني) بازيابي گرما با كارايي بيشتري صورت مي گيرد. و اما كوره هاي استوانه اي صرفا براي كارخانه هاي خيلي كوچك (كمتر از ۳۰۰ تن در روز )اقتصادي هستند.نهايتا پس از گذشتن از مراحل فوق كلينكر به دست آمده آسياب مي شود. قبل از آسياب كردن تا ۶٫۵ در صد گچ ( ۲H2 O CaSO4 ) يا آنيدريت ( CaSO4 ) به كلينكر اضافه مي شود.

كاربردهاي سيمان پرتلند: اين سيمان در صنايع ساختماني براي توليد بتون همراه با موادي مانند قلوه سنگ ماسه و مواد انبساط يافته و نيز به همراه تقويت كننده ي فولادي (آرماتور) به عنوان بتون مسلح و همچنين به عنوان اتصال دهنده ي آجرها و بلوك هاي ساختماني ديگر به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرد.


ایزوتوپها
________________________________________
PDA
مشاهده نسخه کامل : ایزوتوپها
________________________________________
hossinsoso
Sep-12-2008, 11:17
یکی از فرض های بدیهی نظریه اتمی دالتون این است که هر یک از اتمهای یک عنصر از هر لحاظ (از جمله جرم) با اتمهای دیگر آن یکسان است. ولی در اوایل قرن بیستم معلوم شد که یک عنصر ممکن است شامل چند نوع اتم باشد که اختلاف آنها با یکدیگر در جرم اتمی است. فردریک سودی اصطلاح ایزوتوپ (از واژه یونانی به معنای هم مکان) را برای اتمهای یک عنصر که که از نظر جرم با یکدیگر تفاوت دارند پیشنهاد کرد. 

برای بررسی ایزوتوپها از طیف نگار جرمی استفاده می شود.دستگاههایی از این نوع ابتدا توسط فرانسیس استون (۱۹۱۹) و آرتور دمپستر (۱۹۱۸) با پیروی از اصول روشهایی که جی جی تامسون در ۱۹۱۲ ارائه کرده بود ساخته شد. اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرمهای متفاوت (ایزوتوپها ) باشد، این تفاوت در مقادیر یونهای مثبت حاصل از این اتمها پدیدار می گردد.طیف نگار جرمی یونها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می کند، و سبب می شود که یونهای مثبت متفاوت در محلهای مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کند. 
وقتی دستگاه کار می کند، اتمهای بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یونهای مثبت تبدیل می شوند.این یونها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می کنند. اگر ولتاژ این میدان ثابت نگه داشته شود، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می شوند. این سرعت، مقدار بار به جرم و شدت میدا مغناطیسی، شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می کند. 




اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگه داشته شوند، تمام یونهایی که مقدار بار به جرم مساوی دارند، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. این محل را می توان با تغییر پتانسیلی که موجب شتاب یونها می شود، تغییر داد. ولی یونهایی که مقدار بار به جرم متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می شوند. هر گاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می گیرد، جای گزین صفحه عکاسی شود، دستگاه را طیف سنج جرمی می نامیم. با استفاده از طیف سنج جرمی می توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر (انواع ایزوتوپهای موجود و مقدار نسبی هر یک) را تعیین کرد. 

ایزوتوپها، اتمهایی با عدد اتمی مساوی و عدد جرمی متفاوتند. این اتمها دارای خواص شیمیایی بسیار مشابه هم (در اغلب موارد غیر قابل تشخیص) هستند. مثلا در طبیعت دو نوع اتم کلر وجود داردکه هر دو ۱۷ پروتون و ۱۷ الکترون دارند ولی یکی دارای ۱۸ نوترون و دیگری دارای ۲۰ نوترون است. بنابراین، اختلاف ایزوتوپها در تعداد نوترونهای هسته ها آنهاست. بعضی از عناصر فقط به یک شکل ایزوتوپی در طبیعت وجود دارند(مثل سدیم، بریلیم و فلوئور). ولی اغلب عناصر بیش از یک ایزوتوپ دارند.مثلا قلع دارای ده ایزوتوپ است. اصطلاح نوکلید، به طور کلی، برای گونه های اتمی به کار می رود. 

بسیاری از ایزوتوپها از ایزوتوپها رادیواکتیو هستن ، یعنی ذراتی با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود را ساطع می کنند . از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد. 


جریان خون 

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیو اکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود . سپس مسیر آن توسط آشکارسازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود . این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود ، که صفحه آن هر گونه اختلالی ، مانند انعقاد خون در رگها ، را نشان می دهد . با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد. 
  • بازدید : 82 views
  • بدون نظر

خرید اینترنتی تحقیق تل بورن-دانلود رایگان تحقیق تله بورن-خرید اینترنتی مقاله تله بورن-تحقیق تله بورن

این فایل در ۵۱صفحه قابل ویرایش شامل موارد زیر تهیه شده است:
اين پتانسيل چنان انتخاب مي شود كه يون ها را به الكترود جذب كند. اگر ميدان ديگري اعمال نشود يوني كه با فاصله(در نقطه اي با فاصله يكسان) از چار الكترود قرار گرفته است درحالت تعادل خواهد بود ولي در مقابل جابجايي(عرضي) بطرف يك از چار الكترود ناپايداري خواهد داشت. اما حركت يون در راستاي محور(طولي) تقارن چار قطبي پايدار خواهد بود. زيرا در اثر پتانسيل هماهنگ در امتداد اين محور محصور خواهد ماند. براي ايجاد پايداري در حركت عرضي ميدان مغناطيسي در امتداد محور طولي اعمال مي شود. بطوريكه يون در صفحه عرضي حركت سيكلوتروني را ايجاد كند. مولفه مغناطيسي نيروي لورنتس   كه حركت سيكلوتروني را ايجاد مي كند براي جبران نيروي الكتريكي شعاعي ناشي از الكترودهاست. و بدين ترتيب پايداري حاصل مي شود.
۱-۱ معادلات حركت ذرات باردار در QIT
دام يون يا QUISTOR دستگاهي است مطابق شكل متشكل از سه الكترود هايپربوليك. دو الكترود End cap را معمولا زمين مي كنند و پتانسيل V0 را به ring اعمال مي نمايند. در اين جا فرض مي شود كه دستگاه عاري از هر گاز يوني زمينه اي مي باشد.
در تئوريك فرض مي شود كه الكترودها تا بي نهايت امتداد دارند و شكل ايده آل هندسي دارند. حال آنكه در عمل سر الكترودها را قطع مي كنند. همچنين در عمل ورودي دستگاه از سوراخ هايي بسيار ريز متشكل است. كه در واقع ورودي دستگاه مي باشد. عيوب و ناكاملي هاي حاصل از فرآيند مهندسي ساخت نيز مزيد بر علت شده و باعث مي شوند دام هاي يوني واقعي بعضا خواص غير خطي از خود بروز دهند. ولي در بحث تئوري كه ارائه مي شود از ناكاملي هاي مهندسي و ماشين كاري نيز صرف نظر مي گردد.
ميدان چار قطبي در مختصات دكارتي بصورت زير است   كه در آن ضرايب   ثابت اند. E0 نيز مستقل از مكان است ولي ممكن است به زمان وابسته باشد. اين ميدان در سه جهت مختصات ناجفت شده است و استقلال حركت يون در هر مختصه راستا را نتيجه مي دهد. نيروي اعمالي بر يون با جابجايي يون از مركز افزايش مي يابد. چون دستگاه عاري از هر گاز يوني زمينه اي است  
(۱-۱)   و براي برقراري(۱-۱) لازم است يكي از دو رابطه زير برقرار باشد.
(۱-۲)              
(۱-۳)             
چون(۱-۱) بي نهايت جواب دارد.
از آنجا كه   مي باشد بدست مي آيد:
(۱-۴)          
 
كه اين پتانسيل درجه دوم از جنس   مي باشد. كه ناشي از يك نيروي بازگرداننده    خطي است.
رابطه(۱-۲) در دستگاههاي تفكيك كننده جرمي و(۱-۳) در مورد(QIT) مصداق دارد. با ملاحظات رابطه(۱-۲) داريم:
(۱-۵)          
خطوط هم پتانسيل در شكل زير رسم شده است. اين پتانسيل با چهار ميله استوانه اي هذلولي شكل با الكترودهاي مجاور هم و با بار مخالف مطابق شكل تشكيل مي شود. اگر كمينه فاصله الكترودهاي End cap برابر ۲r0 باشد. و پتانسيل ها بين آن ها   باشد:

عتیقه زیرخاکی گنج