طیف سنج جرمی

به کمک طیف‌سنج جرمی، جرم مطلق اتم‌ها بدست می‌آید. این دستگاه اولین بار برای بررسی ایزوتوپ‌ها از مورد استفاده قرار گرفت. دستگاه‌هایی از این نوع توسط استون و دمپستر با پیروی از اصول روش‌هایی که تامسون ارائه کرده بود ساخته شد.

اگر عنصری شامل چند نوع اتم با جرم‌های متفاوت ( ایزوتوپ‌ها ) باشد ، این تفاوت در مقادیر e / m یا q/m یون‌های مثبت حاصل از این اتم‌ها پدیدار می‌گردد .

طیف نگار جرمی یون‌ها را بر حسب مقادیر نسبت بار به جرم ، از یکدیگر جدا می‌کند ، و سبب می‌شود که یون‌های مثبت متفاوت در محل‌های مختلف روی یک صفحه عکاسی اثر کنند . وقتی دستگاه کار می‌کند ، اتم‌های بخار ماده مورد مطالعه در معرض بمباران الکترونی قرار گرفته و به یون‌های مثبت تبدیل می‌شوند . این یون‌ها بر اثر عبور از یک میدان الکتریکی ، به قدرت چندین هزار ولت ، شتاب پیدا می‌کنند . اگر ولتاژ این میدان ثابت نگهداشته شود ، تمام یون‌هایی که مقدار e / m مساوی دارند با سرعت مساوی وارد یک میدان مغناطیسی می‌شوند . این سرعت شعاع مسیر یون را در میدان مغناطیسی تعیین می‌کند .

اگر شدت میدان مغناطیسی و ولتاژ شتاب دهنده ثابت نگهداشته شوند ، تمام یون‌هایی که مقدار e / m مساوی دارند ، در یک محل بر روی صفحه عکاسی متمرکز می‌شوند ولی یون‌هایی که مقدار e / m متفاوت دارند در محلهای مختلف روی صفحه عکاسی متمرکز می‌شوند . هرگاه یک وسیله الکتریکی که شدت اشعه یونی را اندازه می‌گیرد ، جای‌گزین صفحه عکاسی شود ، دستگاه را طیف سنج جرمی می‌نامیم . با استفاده از طیف سنج جرمی می‌توان هم جرم اتمی دقیق ایزوتوپ‌ها و هم ترکیب ایزوتوپی عناصر ( انواع ایزوتوپ‌های موجود و مقدار نسبی هر یک ) را تعیین کرد .

نکاتی راجع به پرتوهای رادیواکتیو

پرتو های آلفا، بتا و گاما از جمله پرتو های شناخته شده در پرتوزایی می باشند. با عبور این پرتوها از یک میدان مغناطیسی و توجه به جهت و میزان انحراف این پرتوها می توان به جنس آنها پی برد.

پرتو آلفا در عبور از یک میدان مغناطیسی با شدت زیاد به جهت قطب منفی منحرف می شود. انحراف به سمت قطب منفی نشاندهنده ی بار مثبت این ذرات است.
پرتو بتا به سمت قطب مثبت منحرف می شود که نشاندهنده منفی بودن بار این ذرات است. البته شدت انحراف کمتر از شدت انحراف پرتو آلفا است چون پرتو آلفا دارای 4 بار مثبت است ولی پرتو بتا دارای یک بار منفی است.

پرتو گاما در عبور از یک میدان مغناطیسی منحرف نمی شود. به همین دلیل می فهمیم که بدون بار و از جنس نور است.

آب سنگین و خواص آن

چگالی آب در 25 درجه سانتیگراد برابر 000/1 گرم بر سانتیمتر مکعب، در 20 درجه سانتیگراد برابر 9982/0 گرم بر سانتیمتر مکعب است. چگالی یخ معمولی در صفر درجه سانتیگراد 917/0 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد.

چگالی آب سنگین D2O در 20 درجه سانتیگراد برابر 1056/1 و چگالی یخ آن در صفر درجه سانتیگراد برابر 105/1 می باشد، یعنی تنها تفاوت اندکی با هم دارند.

نکاتی درباره ی اتیلن گلیکول

اتیلن گلیکول دارای فرمول OH-CH2-CH2-OH می باشد. این ماده می تواند پلیمره شود. فرمول پلی اتیلن گلیکول PEG به صورت زیر می باشد:

HOCH2(CH2-O-CH2)n CH2OH

که n می تواند مقادیر متفاوتی مانند 2000، 4000، 10000 را داشته باشد.

نقطه ی ذوب جامد این ماده وابسته به جرم مولکولی یا به عبارت دیگر وابسته به مقدار n می باشد ولی در نهایت به 67 درجه می رسد. از پلی اتیلن گلیکول دارای جرم مولکولی چند صد تا 200000 در قسمت دارویی و بیوتکنولوژی دارای کاربرد زیادی می باشد. برخی خواص این ماده به قرار زیر است:

توضیح درباره ترازهای انرژی اتم

هر چه الکترون و لایه الکترونی به هسته نزدیکتر باشد، انرژی کمتر داشته و پایداری بیشتری دارد.

برای درک این موضوع به مثال زیر توجه نمایید:

پسر بچه ی فوق العاده شیطان و پر انرژی و فعالی را در نظر بگیرید که مرتب توسط والدینش کنترل شده و از شیطنت و بازیگوشی منع می شود. تا این پسر بچه نزدیک پدرو مادرش است، والدینش می توانند کنترل بیشتری را بر روی او اعمال نمایند و حداقل در ظاهر انرژی کمتری داشته ساکت تر (پایدارتر) است.
اما به محض دور شدن از پدرو مادر انرژی چنیدن برابر پیدا کرده آزادی عمل برای شیطنت بیشتر دارد.

همین حالت برای الکترونها و لایه های الکترونی هم قابل تصور است. لایه های نزدیکتر به هسته دارای انرژی کمتری هستند زیرا هسته انرژی آنها را به شدت تحت کنترل و جاذبه ی خود در آورده است. در نتیجه این لایه ها پایداترند نسبت به لایه های بالاتر که چون کمتر تحت تاثیر هسته هستند، کمتر تحت جاذبه بوده و آزادی تحرک بیشتری دارند. اینها پایداری کمتری نیز دارند.

برگرفته از سایت تبیان