الفصل الخامس

األشعة تحت الحمراءمطياف

Infrared Spectrophotometer

مقدمة:

هي المنطقة التي تقع بين األشعة الحمرراء يري infrared rays األشعة تحت الحمراء

، يي الطيف الكهرومغناطيسري وطيف الموجات القصيرة )المايكروويف(، األشعة المرئية

ترددهرا أقل من طاقة األشعة الحمراء كما يكرونالحمراء ذلك تكون طاقة األشعة تحتوب

.أشعة المايكروويف ولكن طاقتها وترددها أعلى من، أقل من األشعة الحمراء

مرن أو ، المصربا الحرراي وتنبعر مرن، ي أشرعة رراييرة هرواألشعة تحرت الحمرراء

جرررا واأل، الشررم مررن و، الكرررة األيةررية مررنتنبعرر وكررذلك . تسررنين أ جسرر

. االنسان والحيوان والنبات من جس باالةاية الى انبعاثها السماوية

يمكرن التصروير بهرا يري ، ولكرن يمكرن يييتهرا برالعين المةرردةال تحت الحمرراء شعةاأل

.من األجسا لقألنها تعتمد على االشعاع الحراي المنط، الظال الدام

شرعة تحرت يعمرل يري مردل األقمر صرناعي بواسطة يةية لكرة األوقد ت تصوير اهذا

كمرا واةرف يري شركل ةياألية الكرةى واليابسة علالمسطحات المائية وتظهر الحمراء

.(1-5)شكل

(: صورة الكرة األرضية بواسطة األشعة تحت الحمراء1-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

55

تطبيقات األشعة تحت الحمراء:

ولتنفيرف ، اض الةلديرة رالحمرراء لمعالةرة األمر يستند األطباء األشرعة تحرت

شرعة تحرت الحمرراء علرى تسليط األيت ري ، التي قد تصيب العضالتالاآل

بديجرة معينرة لتنشريط تر ئتنترر الةلرد وتعمرل علرى تديي، ض جس المرري

الدوية الدموية.

يررران الناصررة للطررالء الةررا الحمررراء يرري بعررض األ شررعة تحررتاسررتندمت األ

قمشة.واأل، ويا واأل ، دنوالمعا، مثل الةلد سطف لأل

للتصروير يري يال رساسرة لألشرعة تحرت الحمرراءأيستند بعض المصويين

شعة تحت الحمراء.الظال باستندا طيف األ

عة تحت الحمراء:األشنطاق

غناطيسري واسرعة مرن الطيرف الكهروم طقامنرالرى شعة تحرت الحمرراء األ يمتد نطا

:ثة مناطق هيإلى ثالنطا هذه األشعة قس يو

Near infraredشعة تحت الحمراء القريبة األ .1

يري النطرا األرمر لطيفالمرئية وبالتحديد ا شعةقرب إلى األهي األهذه األشعة و

التالي: يي المدلهذه األشعة وتعمل المرئي

0.75 - 2.5 or 14,000 - 4,000 cm-1

Far infrared ة شعة تحت الحمراء البعيداأل .2

شعة المرايكروويفأقرب إلى األ األبعد من األشعة المرئية ولكنها هيهذه األشعة و

التالي: وتعمل يي المدل

15 - 500 or 650 - 20 cm-1

Mid infraredشعة تحت الحمراء الوسطى األ .3

شعة تحرت الحمرراء البعيردة تحت الحمراء القريبة واألشعة ألقع بين ات هذه األشعةو

التالي: وتعمل يي المدل

2.5 - 15 or 4,000 - 650 cm-1

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

58

أكثرر المنراطق اسرتنداما يري Mid IR تعتبر منطقة األشعة تحرت الحمرراء الوسرطىو

تحت الحمراء. أجهزة التحليل الطيفي لألشعة

تحت الحمراء: األشعةامتصاص

يحرد اثراية لرذيات المرادة نتيةرة ، يحت الحمرراء ألشعة تا ات المادةجزيئمتص تعندما

هلرذيات هرذ vibration اهترزا وهرذه االثراية تكرون يري صروية، لهذه الطاقرة الممتصرة

للذيات بالنسبة لبعضها البعض vibrational transitionيحد انتقال اهتزا مادة أ ال

أو تغير يري الزوايرا ، بط الكيميائية مما يؤد الى تغير دوي يي طول الروا، يي الةز ء

بين الروابط الكيماوية يي الةز ء ، وقد تنتج كل رركة اهتزا ية مرن رركرة تيترين أو قرد

.تشمل مةموعة من الذيات

التالية:عوامل التوقف طول الموجة أو التردد الذ يحد عنده هذا االمتصاص على تو

relative massكتلة الذية .1

bond strengthالمكونة للةز ء قوة الروابط .2

atomic geometryللذيات يي الةز ء يالشكل الهندس .3

االهتزا يرة نتقراالتأل مرن االوالمسرببة طاقة األشعة الممتصرة بذلك يمكن القول أن و

وطبيعررة الررروابط الكيميائيررة المشررتملة يرري ، علررى نرروع الررذيات عتمررد ، تيرري الةررز

الحركات االهتزا ية.

وكرذلك . على عردد الرذيات المكونرة لر ، وقف عدد االنتقاالت االهتزا ية يي الةز ء ويت

أو غيرر linear moleculeعلى التو يع الفراغي للةز ء ، بمعنى هرل الةرز يطري

nonlinear moleculeيطي

3n – 5 =يي رالة الةزيئات النطية عدد االنتقاالت االهتزا ية

3n – 6 =رالة الةزيئات غير النطية ييالت االهتزا ية عدد االنتقا

الةز ء.تمثل عدد تيات n :ري

وتمثل االنتقاالت االهتزا ية مسرتويات الطاقرة االهتزا يرة يري الةرز ء رير تمثرل كرل

.انتقالة اهتزا ية مستول طاقة اهتزا

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

58

الرى ground vibrational state وينتقل الةز ء من مسرتول الطاقرة االهترزا األدنرى

تر : لقردوبذلك نقرول، excited vibratioal stateعلىمستويات الطاقة االهتزا ية األ

نتيةة المتصاص طاقة األشعة تحت الحمراء. للةز ء ردو رركة اهتزا ية

وهرو wave numbersوعادة تقاس هذه المنطقة من الطيرف بورردات الررق المروجي

ان طيف األشرعة تحرت الحمرراءلك يوعلى ت -كما تكرنا سابقا -جي ولممقلوب الطول ا

cm -14,000 20-1 شغل المنطقة من ي

وهرذه الورردات reciprocal centimeter, cm-1بورردات IRويعبر عرن أمراكن امتصراص

cm-1بوردات linearتتناسب طرديا مع طاقة التذبذب ، واألجهزة الحديثة تكون يطية

cm-1الى وردات مقلوب السنتيميتر الميكرون أو الميكروميتر للتحويل من ورداتو

Since, 1 = 10-4 cm,

Therefore,

0.7 = 0.7 x 10-4 cm

= 1 / 0.7 x 10-4

= 14,286 cm-1

500 = 500 x 10-4 cm

= 1 / 500 x 10-4

= 20 cm-1

cm) 4-m or 106-micro meter (10وكانت بورردات λوقديما كان يستند طول الموجة

microns (μ)وكان يطلق عليها

وايتال كتلة الذيات المعينة وقروة الرروابط ، لةز وتذبذبها يي ا، ونتيةة لحركة الذيات

تنتلف من جز ء الرى خيرر vibrational frequenciesبينها يان ديجة ترددات التذبذب

والتي تميز كل جز ء عن اآلير بمعنرى أن كرل ، finger printمعطية مايعر بالبصمة

ياص ب . finger print vibrationsجز ء ل

المةاميع الفعالة يي الةز ء. نوع ك تذبذبات أيرل تتوقف على هنا كما أن

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

55

Types of molecular vibrations ات الجزيئيةأنواع االهتزاز

Stretching vibrations وانكماش بالتمدد االهتزاز .1

ويكررون هررذا التمرردد ، بررين تيتررين مرررتبطتين معررا واالنكمررا بالتمرردد ينشررا االهتررزا

تغييرر أ along the bond axis نفر محروي الرايطرة برين الرذيتينواالنكمرا علرى

. بين الروابطزوايا الدون تغيير المحاوي أو المساية بين الذيتين

حركة كررتين متصرلتين بيرا مررنبيي جز ء ما تيتين ويمكن تشبي هذا االهتزا بين

عنرد تقتربراالسرلك و عند شرد اليا أن يسمف للذيتين أن تبتعدلبحي يمكن ) نبرك(

. ترك

:واالنكماش الى نوعين بالتمدد االهتزازوينقسم

isolated stretchingمعزول اهتزازي بسيطا أو وانكماش تمدد -1

رمرض الرابطرة الفرديرة يري جرز ء : مثرل، يقرط يشمل تمدد يابطة وارردة ذا النوعه

يي األسيتون. C=O- أو الرابطة الكربونيلية H-Cl الهيديوكلوييك

coupled stretchingاهتزازي مزدوجا وانكماش تمدد -2

تمردد الررابطتين يري : مثرل، يشمل تمدد يابطتين أو أكثر يري نفر الوقرت ذا النوعه

.ري نةد تية كربون ترتبط بذيتي هيديوجين أ يابطتين H-C-H الميثيلين جز ء

االهتزازي المزدوج: واالنكماشوهنا يحدث نوعين من التمدد

مزدوج متماثل وانكماش تمدد ) sνsymmetrical stretching ( ويير يحرد

.(2-5شكل ) تمدد أو انكما للرابطتين يي نف الوقت

مدزدوج ييدر متماثدلوانكمداش تمددد ) Asνunsymmetrical stretching (

ة وبطريقرة ويي تتمدد ارردل الرروابط بينمرا ترنكمخ األيررل يري نفر اللحظر

.(2-5شكل ) كما يتضف من متزامنة

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

58

.المزدوج المتماثل ويير المتماثل واالنكماش التمدد :(2-5)شكل

Stretching vibrations

Bending vibrations باالنحناء . االهتزاز2

كرة الرى رر، ممرا يرؤد هذه الترددات يتغير ييها وايا الروابط ) الزاويرة برين الررابطتين(

وقد تكرون رركرة الرذيات يري مسرتول ، الذيات يي اتةاه خير غير اتةاه محوي الرابطة

.ابطتين أو يايج مستول الرابطتينالر

:الى أربعة أنواع باالنجناء االهتزازوينقسم

Rocking د اهتزاز أ

in theري تتايجف الوردة التركيبية الى النلف والى األما يي نف مستول االتزان

same plane التالي (3-5شكل )كما يتضف يي.

Scissoring د حركة مقص ب

ري تتقايب وتتباعد الذيتان الغير مرتبطتان سويا بالنسبة لبعضهما بحركة تشب رركرة

(.3-5شكل )كما يي in the same planeالمقص يي نف مستول االتزان

Wagging أرجحد ت جد

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

89

بية )الغير يطية( ثالثية الذية الى النلرف والرى األمرا يرايج ري تتايجف الوردة التركي

شركل كمرا يري out of plane bendingمستول االتزان المشكل من الرذية ويوابطهرا

(5-3.)

Twisting ءد التوا د

out ofري تلف الذيات رول الرابطة بينها وبين باقى الةرز ء يرايج مسرتول االترزان

plane (.3-5شكل ) كما يي

أشكال االهتزاز باالنحناء( 3-5شكل )

Bending Vibrations

أ ، ويي اطاي الةزيئات المتعددة الذيات تتردد هذه الذبرذبات المنتلفرة بقيمرة محرددة

وعنرد تعررض الةرز ء لألشرعة . quantizedأن ترددات التمدد واالنحناء الةزيئي مقننرة

وتتوايق الموجرات ، بة الةزيئية يحد االمتصاص الكهرومغناطيسية تات نف تردد الذبذ

يران الطاقرة الفائضرة تتسررب ، وعندما يعود الةز ء الى االستقراي ، وتزداد سعة التردد

على هيئة رراية.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

81

Modes of vibration النمط االهتزازي

بتقرردير عرردد الذبررذبات الةزيئيررة ، يمكررن الررتكهن بعرردد قمرر االمتصرراص لةررز ء معررين

بها يي الةزيئات متعددة الذيات.المسمو

يمكرن تحديرد موةرع كرل لكذ، برمن الذيات nفي الةز ء المتعدد الذيات يوجد عدد ي

لتحديرد قيمرة 3nأ أننرا نحتراج لتعريرف ، تية يي الفراغ بتحديد قي المحراوي الثالثرة

هذهر ثال الرالقري مرن و : ديجات رريرة 3nأن الةز ء ل موةع جميع تيات الةز ء

ديجررات أيرررل لوصررف دويان يئيررة كوررردة متكاملررة ، وهنرراك ثررال تحرردد االنتقرراالت الةز

نروع مرن التذبرذب 3n-6الةز ء عندما ال يكون يطيا وهكذا يؤيذ للةز ء الغير يطي

العاد والتري تمرتص األشرعة الكهرومغناطيسرية ، وبمرا أن الةزيئرات النطيرة تتطلرب

نوع من التذبذبات. 3n-5ا يان لها محويين يقط لوصف دويانه

3n-6 orنالرظ أن للةزيئات عدد أكبر من الذبذبات عن القيمة المحسوبة سواء أننا

3n-5 ، وأريانا يكون عردد الذبرذبات أقرل مرن القيمرة المحسروبة ويمكرن تفسرير تلرك

كاآلتي:

في حالة العدد الزائد من ذبذبات االمتصاص يرجع السبب الى:

combination tonesر االيقاعات المتراكمة أ

over tonesب ر التسميعات

difference tonesج ر ايقاعات االيتال

في حالة العدد األقل من ذبذبات االمتصاص يرجع السبب الى:

أ ر الةزيئات المتماثلة بحي ال يتاثر قيمة عد االستقطاب الكهربي بامتصراص االشرعاع

رومغناطيسي.الكه

ا تتولد تبذبرة هنرالة الةزيئات عالية التماثل و ب ر قد تتماثل بعض الترددات المعينة يي

واردة يقط.

ج ر شدة تضاهي بعض الذبذبات رتى يصعب تفرقتها باألجهزة المتارة.

د ر شدة ةعف بعض الذبذبات رتى يصعب تسةيلها باألجهزة المتارة.

حر عن نطا تسةيل الةها المستعمل.هر ر بعض الذبذبات األصلية تن

Rotational energy change التغيرات في طاقة الدوران

تغيررات يري طاقرة IR & microwavesيتولرد عرن امتصراص االشرعاع يري نطرا

Dipole momentوال يحد تلك اال عند ردو تغير يي عز االسرتقطاب الدويان يقط

البررد أن يمتلررك الةررز ء عررز اسررتقطاب مسررتدي ، وال تسررةل ذلك. ولررأثنرراء الرردويان

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

82

نتقراالت الدويانيرة االنتقاالت الدويانية النالصة اال يي رالة الغا ات رير يقرل تحديرد اال

sharpبدال من اعطاء يطوط رادة كمستديمة broadenيتتفلطف ةوامدللسوائل وال

fluorescence االستضواء

ويمكرن لهرذه ، الشعاع الكهرومغناطيسي يانها تثاي وتزداد طاقتها اعندما تمتص المادة

أن تبر يوتونرات منتلفرة الطاقرة رترى تصرل الرى الحالرة - بعرد تلرك - المادة المثراية

المستقرة ، أ أن عند عودة تلك الةسيمات الى مستويات الطاقة األقل تشع يوتونات

عرض األريران يمرتص النظرا المشرع ولكن يي ب، تات طاقة محددة وطول موجة مورد

ك عالي من الطاقة والذ يثير بعض مرن األليكترونرات الرى مسرتويات الطاقرة األعلرى

بكثير من مستول استقراي الةز ء ، ويي هذه الحالة يمكن للنظا العودة الى مستول

االسررتقراي مباشرررة برراطال يوتونررات لهررا نفرر طاقررة الفوتونررات الممتصررة أو يمكررن

كترونات العودة الى الحالة المستقرة على مرارل متسلسلة براطال يوتونرات تات لأللي

طاقة مقابلة لفر الطاقة بين منتلف المرارل أ تات طاقة أقل وطول موجة أطول مرن

fluorescenceالممتصة أصال وهذا ما يعر باالستضواء

Vibrational energy levelsمستويات الطاقة االهتزازية

االنتقاالت االهتزا ية يي الةز ء ال تت بصروية عشروائية ولكنهرا تحرد بترردد معرين ان

( والررذ يحكرر بكتلررة الررذيات وقرروة vibrational frequency)تررردد الحركررة االهتزا يررة

، وعلرى تلرك يران كرل كمرا تكرنرا الرابطة الكيميائية المشتملة يي الحركة االهتزا يرة

يران أيضرا طاقة اهتزا يا يي الةز ء ، وكما سبق أن تكرنا رركة اهتزا ية تمثل مستول

يي الةزيئات النطية وغيرر النطيرة علرى 3N-5 or 3N-6عدد هذه المستويات هو

التوالي.

وعلى تلك يان يري االهترزا الةزيئري ينتقرل الةرز ء مرن مسرتول الطاقرة االهترزا

لى.األدنى الى أرد مستويات الطاقة االهتزا ية األع

الةزيئات يي رالتها العادية على ديجة رراية الغريرة توجرد عرادة يري مسرتول الطاقرة

وهو مستول يررد ، وعنردما يمرتص الةرز ء طاقرة يري v = 0االهتزا الصفر

نطا األشعة تحرت الحمرراء ييحرد االنتقرال االهترزا بحير يكرون التغيرر يري يقر

v=1الرى v=0أ أن االنتقرال يرت مرن v = 1 الكوانت االهتزا يساو الوردة

وهرو عرادة fundamental vibrationويطلق على هرذا االنتقرال االهترزا األساسري

االنتقال الذ يشاهد يي طيف االمتصاص لألشعة تحت الحمراء.

مستويات الطاقة االهتزازية في جزيء الماء:

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

83

تو على ثال تيات وبذلك يحتو مسرتول من المعرو أن جز ء الماء غير يطي ويح

على ثالثة مستويات وتلك ألن: v=1الطاقة االهتزا األول

، وعلرى تلرك 3N-6عدد مستويات الطاقة االهتزا يرة يري الةرز ء غيرر النطري هري

يكون عدد مستويات الطاقة االهتزا ية يي الماء تكون

3N-6 = (3 X 3) -6 = 3

ثالثة رركات اهتزا ية ( 4-5الموةف بشكل ) لةز ء الماء IRالر وبذلك يتضف من يس

وهي:

OH (3652 cm sSymmetrical stretching-1(متماثل وانكما . تمدد 1

OH (3756 cm AsAsymmetrical stretching-1(غير متماثل وانكما . تمدد 2

Bendingالرروابط ترؤد الرى التغيرر يري وايرا قرصرركة مانحناء يي شكل . 3

)1-HOH (1596 cm sscissoring

الطاقة االهتزازية في جزيء الماءمستويات (: 4-5شكل )

Dipole moment changeالتغير في العزم القطبي

لكي يحد امتصاص لألشعة تحت الحمراء يي أ رركة اهتزا ية يةب أن يحرد تغييرر

كنتيةة للحركة االهتزا ية ، وتحت هرذه الظررو يقرط يمكرن يي العز القطبي للةز ء

للمةال الكهربري المتنراوب لألشرعة أن يتفاعرل مرع الةرز ء ويحرد تغييررا يري رركرة

يكرون غيرر COالذيات يري الةرز ء ، ومثرال تلرك يران تو يرع الشرحنات علرى جرز ء

ية الكربرون ، يعنرد متماثل ألن تية األكسيةين تحتو على كثاية أليكترونية أكبرر مرن ت

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

84

تغير المساية بين الذيتين مثلما يحد يي الحركة االهتزا ية يان مةال كهربي متذبذب

oscillating electric field ينشا يي الةز ء وهذا يمكن أن يتفاعل مع المةال الكهربي

ء المرتبط باألشعة ياتا كان تردد األشعة متوايقا مرع الترردد االهترزا الطبيعري للةرز

يان يحد يي هذه الحالة انتقال لطاقة األشعة يؤد الى تغير يري السرعة االهتزا يرة

للةز ء )أ ردو انتقال اهتزا (.

أو CO , HClللرابطة القطبية )يري جرز ء ويمكن رساب أو تقدير العز القطبي

غيرهما ( من المعادلة التالية

= q l

هي طول الرابطة l، على الذيات المكونة للرابطة هي الشحنة qري :

وعلى تلك يان التغير الدوي يي طول الرابطة )االهتزا ( سرو يرؤد الرى التغيرر يري

العز القطبي بصوية دويية وبذلك ينشا تيراي كهربري متذبرذب نتيةرة للتغيرر يري العرز

القطبي.

يان اليحترو علرى عرز قطبري ، الهيديوجين أما يي الةز ء غير القطبي مثل جز ء

وبذلك الينشا مةال كهربي نتيةة لتمدد الرابطة وال يحد امتصاص.

وتتوقف كثاية االمتصاص أل من الحركات االهتزا ية يي الةز ء على رة التغيرر يري

وقرف العز القطبي المرتبط بهذه الحركة االهتزا ية ونظرا ألن التغير يي العز القطبي يت

يي األساس على قيمة العز القطبري للمةموعرة الكيميائيرة المشرتملة يري الحركرة

االهتزا ية يان االمتصاص يكرون كبيررا يري رالرة المةموعرات الكيميائيرة القطبيرة بينمرا

يكررون االمتصرراص ةررعيفا يرري رالررة الحركررة االهتزا يررة للمةموعررات غيررر القطبيررة يرري

الةز ء.

أو الرى ، امرا لعرد قطبيرة الةرز ء ، الحركرات االهتزا يرة يحرد امتصراص لربعض قد ال

التماثل الذ يؤد الى عد رردو تغيرر يري قطبيرة الةرز ء القطبري ، وهنراك بعرض

الحركات االهتزا ية يي الةزيئرات تكرون مصرحوبة بتغيرر صرغير يري قطبيرة الةرز ء ممرا

يؤد الى امتصاص ةعيف يصعب تمييزه يي طيف االمتصاص.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

85

يهرو 2CO ثراني أكسريد الكربرون ةيف بعض هذه الظواهر برالنظر الرى جرز ء ويمكن تو

هذا الةرز ء أيبرع وعلى تلك يان ل O = C = Oجز ء يطي يحتو على ثال تيات

.رركات اهتزا ية

قانون عدد الحركات االهتزا ية للةزيئات النطيةبالتعويض يي

3N -5 = 3 x 3 - 5 = 4

لنيص تلك الحركات األيبعة ييما يلي:ويمكن ت

CO (1340 cm sSymmetrical stretching-1(. تمدد متماثل 1

ولرذلك ال يحرد لر امتصراص يري طيرف ، وهو ال يؤد الرى تغيرر يري قطبيرة الةرز ء

Raman spectra 1-1340 cmاألشرعة تحرت الحمرراء ولكنر يشراهد يري طيرف يامران

الى الحركات االهتزا ية يي الةز ء عن طريق تبعثر األشعة.وهي طريقة أيرل للنظر

CO (2350 cm AsAsymmetrical stretching-1(. تمدد يير متماثل 2

بينما يحد انكما للرابطة األيررل وبطريقرة متزامنرة ، ويحد يي تمدد ألرد الروابط

اء.يي طيف األشعة تحت الحمر cm 2350-1ويحد ل امتصاص عند

. التغير في زوايا الروابط بطريقة مقصية4& 3

)1-(666 cm 2CO sBending scissoring ) 1-(666 cm 2CO s

ولرذلك ، وهنا يحد ررركتين متمراثلتين نتيةرة لديجرة التماثرل المرتفعرة يري الةرز ء

cm 666-1وارد عند يحد لها امتصاص

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

88

المطياف

IR spectrometer

function groupsيفيد مطيا األشعة تحت الحمراء يي التعر على المةاميع الفعالرة

نظررا ، التعر على المركبرات المنتلفرة ، كما يمكن بواسطت يي المركبات الكيميائية

يمكنر التمييرز برين المركبرات كلذ، كر finger printألن كل مركب ل بصمة ياصة بر

العطرية وغير العطرية ومةراميع األلكيرل المنتلفرة باالشرتراك مرع جهرا الررنين النروو

المغناطيسي.

األساسرية مرن نفر الورردات - (5-5)شركل - األشعة تحرت الحمرراء مطيا تكون يو

ك بعررض هنرراولكررن ، بنفسررةية اليررو األشررعة المرئيررة ومطيررا الترري يتكررون منهررا

يري تركيرب بعرض الورردات بحير ترتالء مرع طاقرة األشرعة تحرت الحمرراء االيتاليات

.الضعيفة نسبيا

األشعة تحت الحمراء(: مطيا5-5شكل )

IR spectrometer

Source of IR radiationمصدر األشعة تحت الحمراء

2999 – 1599ى ديجرة من التسنين الكهربري لربعض المرواد الصرلبة الر IRتنتج أشعة

.ديجة مئوية

مصادي عديدة النتاج هذه األشعة منها:هناك

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

88

Nernest glower لمبة نرنست المتوهجة. 1

قطررهيبلغ قضيب المصنعة على شكلالنادية يةعناصر األيةالتتكون من أكاسيد بعض و

الزيكونيرو ستند أكسيدوعادة ي، م 29 يكون روالي طول ، أما م 2 – 1 روالي

zirconium oxide ويتصرل القضريب مرن أررد طريير ببالترين الرصراصplatinum lead

ونظرا ألن مروي التياي الكهربي يكون صغير جدا على ديجة ليسمف بمروي التياي الكهربي ،

رراية الغرية يان يت مبدئيا تسنين القضيب بواسطة مصدي يايجي الرى ديجرة ررراية

( وعنرد مرروي التيراي ترتفرع ررراية اللمبرة الرى C1599° تسرمف بمرروي التيراي الكهربري )

. التالي( 8-5)شكل كما يي الديجة المناسبة والال مة النتاج األشعة

cm –7100 1000-1 يي المدل اطيفنرنست المتوهةة لمبة وتب هذه

Globar القضيب المتوهج.2

رروالي طول يبلغ silicon carbideمن قضيب من كربيد السليكون هذا المصديويتكون

.التالي (8-5شكل )كما يي م 0.4روالي ييبلغ قطره، أما م 59

لتعطري طيرف C° 1200كهربيرا رترى ديجرة قضريب كربيرد السرليكون نويرت تسرني

cm –5000 600-1مستمر بين

بان يعطي طيفا أكثر انتظاما من الطيف الذ نحصل علير مرن القضيب المتوهجويتميز

.التالي (8-5شكل )كما يي لمبة نرنست المتوهةة

Incandescent wire السلك المتوهج.3

وينتج ، ( 8-5شكل )كما يي القضيب المتوهج المتوهج الى رد كبير السلك ويشب

Mid IRأيضا أشعة مستمرة يي منطقة األشعة تحت الحمراء المتوسطة

High pressure mercury arc lamp الضدغط عاليدةلمبدة الزئبدا القوسدية .4

يمنهرا والترعيردة الب منطقرةاليي تحت الحمراء شعةاألوتستند هذه اللمبة النتاج

.(8-5شكل ) كما يي Far IR يطلق عليها

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

85

السلك المتوهج لمبة نرنست المتوهةة

القضيب المتوهج

لمبة الزئبق القوسية تات الضغط العالي

ادي المنتلفة لألشعة تحت الحمراء( المص8-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

88

Monochromatorsموحدات أطوال الموجات

يي يصل األطوال الموجية المنتلفرة Gratingتستند معظ األجهزة الحديثة المحزو

.بعد مرويها على العينةتحت الحمراء لألشعة

ند منشروي أو من عيوب المحزو يادة كمية األشعة المبعثرة وللتغلب على تلك يستو

مرشف مع المحزو يي نف الوقت.

ونالرظ هنا أن مكان وةع العينة يكون قبل مورد الموجات رتى ال تعرو ةربط األشرعة

توةرع العينرة بعرد موررد UV-VIS Spectrometerعلى الكشا بينما يي رالة أجهرزة

ة الطاقرة يري الموجات لتفاد أ تدهوي يي االستضواء بواسطة أ من الموجات العالي

الضوء المنتلط.

أ منفرذة لكرل IR transparentشفاية مورد الموجات ويةب أن تكون جميع مكونات

تمتص هي نفسها أ جزء من الضروء يري أ الالتي تمر عليها تحت الحمراء األشعة

.مدل أطوال الموجات تحت الدياسة

) المحترو Flint glassعراد تستند منشويات مصنوعة مرن مرادة الزجراج الفلنرت ال

على الرصاص( أو يسرتند الزجراج الصرواني بنةرا يري نطرا األشرعة تحرت الحمرراء

near IRالقريبة

Sample cellوحدة وضع العينات

يمكن استندا عينات سرائلة أو صرلبة أو غا يرة ، وينتلرف شركل الناليرا المسرتندمة

األشعة المرئية ويو البنفسةية.مطيا العينة عن تلك المستندمة يي لوةع

يةب أن يكون سمك العينة صغير جدا ولذلك تستند يي مطيا األشعة تحت الحمراء

ياليا دقيقة غالبا ما تكون معدنية لها نايذتان لمروي األشعة يالل العينة.

وتنتاي المادة التي تصنع منها النوايذ بحي ال تمتص األشعة تحت الحمرراء يري منطقرة

يرري alkali halidesوعررادة تسررتند هاليرردات العناصررر القلويررة (1-5)جرردول القيرراس

صناعة هذه النوايذ.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

199

المرواد المسرتندمة يري صرناعة نوايرذ الناليرا المسرتندمة يري أجهرزة (: 1-5جدول )

IRامتصاص الر

الطول الموجي لألشعة التي تمر بدون امتصاص المادة المصنع منها نوايذ الناليا

NaCl 40,000 - 625 cm-1

KBr 40,000 - 400 cm-1

AgCl 25,000 - 435 cm-1

Cesium bromide 10,000 - 270 cm-1

Cesium iodide 10,000 - 200 cm-1

Germanium 20,000 - 600 cm-1

Polyethylene 625 - 33 cm-1

ا وتصربف غيرر ويالرظ أن تعرض هذه المواد للرطوبة يؤد الى رردو تغيرر يري سرطحه

قادية على االمراي الضوئي لكل األشعة ويكون من الضروي يي هذه الحالة اعادة صرقل

ألن كلوييرد الصروديو علرى سربيل المثرال يرذوب يري المراء وتلميع سطف هرذه المرواد

. وبالتالي أ خثاي للرطوبة يي العينات تسبب تآكل يي بلويات كلوييد الصوديو

المائية والتي اليمكرن معهرا اسرتندا بلرويات كلوييرد الصروديو أو أما بالنسبة للعينات

مرن كلوييرد تسرتند النوايرذ المصرنوعة البلويات األيرل التري تتراثر بالمراء يريمكن أن

.ري أن ال يتاثر بالماء الفضة

نظيفرة مرن المراء أوالعرر أثنراء ترداولها باأليرد ، IRوبذلك يةب الحفاظ علرى ياليرا

يفها بواسطة المذيبات العضوية يقط والتغسل بالماء ألنها تذوب يي .ويةب تنظ

الغازية: تجهيز العينات

توةع العينة الغا ية دايل يلية ياصة سبق تفريغها من الهواء وينتلف طول النليرة مرن

بضعة سنتيمترات الى عدة أمتاي )بواسطة تعردد االنعكاسرات يري النليرة( رير توجرد

س أمرا نوايرذها تكرون مصرنوعة 19نوعة من جاج البيرك طولها ياليا اسطوانية مص

.من كلوييد الصوديو أو يلوييد الكالسيو أو بروميد البوتاسيو

أما يي رالة التركيزات الضئيلة من الغا يمكرن اسرتندا يليرة تات امرراي ةروئي كبيرر

long path cell أيضرا النليرة تعردد االنعكاسرات يريبواسرطة سر 49قد يصل الرى ،

وتلك باستندا يلية قصيرة تحتو على عدة مرايا عاكسة تعكر األشرعة السراقطة

بطريقة تزيد من االمراي الضوئي الى الحد المطلوب.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

191

العينات السائلة:تجهيز

ويري mm 0.01سرمك رروالي ب neatللمركرب النقري من العينرة غشاء يقيق وةع ي

mg 10-1ود هذه الحالة تكون العينات يي رد

، أو يلوييرد الكالسريو ، وقد يوةع محلول المادة بين قرصين من أمال كلوييد الصوديو

مرن السرائل النقري mm 0.1 - 0.005وتفصل األقراص بواسطة . أو بروميد البوتاسيو

.من المحلول mm 1 - 0.1أو

ذيب( تسرتند يليرة مقاينرة ويالرظ أن يي رالة تقدير المواد السائلة النقية )بدون مر

أمرا يري رالرة المحاليرل ييوةرع يري يليرة المقاينرة نفر ، ال تحتو على أ مرادة

ويراعرى يري المرذيب أن يسرمف بمرروي األشرعة . المذيب المستند يي اتابة العينة

أو يكون معها يوابرط ، وأال يتفاعل مع المادة المذابة ، دون امتصاص يي منطقة القياس

جينية.هيديو

ultra micro cavity cellsوعندما تكون العينة صغيرة جدا تستند ياليا دقيقة تسمى

beam condenserمع مكثف للشعاع

العينات الصلبة:تجهيز

ئل علرق يري سراوت، لها يانها تسحق يي هرون IRبالنسبة للمواد الصلبة عند عمل

، يتحضرر العينرة يري mullsقيرق يسرمى ييل ي ، ث يوةع منهاعالي الو ن الةزيئي

ث يضرا يي هون من الكربوياند مللي جرا من العينة 5 - 2صوية ييل وتلك بطحن

يتميز بران نقطرة غليانر مرتفعرة petroleum oilاليها بعض النقط من يت هيديوكربوني

ن اسرتندا ، كمرا يمكر Nujolالنيوجرول يت مثل mulling oil هذا الزيت يسمى و

completelyوهو ينتلف عن النيوجول يي أن مهلةن تماما fluorolube بوليمر يسمى

halogenated polymer ويحتو على يلوي وكلوي ويسرتند عنردما يحرد تردايل يري

مع الطيف. hydrocarbon bandsامتصاص

لهما امتصاص يري بانهما لي Nujolو يت Fluorolubeكل من بوليمر وعموما يتميز

وهرو الرذ cm –4000 250-1 األشعة تحت الحمراء المتوسطة أ يي المردل منطقة

يت يي معظ عمليات القياس.

مرن مرادة pressed disc يري صروية قررص مضرغوط الصلبة أيضرا ويمكن تحضير العينة

كبسرها تحرت أو هاليدات العناصرر القلويرة األيررل عرن طريرق KBr بروميد البوتاسيو

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

192

mg 1 يلرطعرن طريرق ا لألشرعة ، ويرت تحضرير العينرة ةغط مرتفع يتكون قرصا منفذ

من بروميد البوتاسريو mg 100روالي مع مع امتةانس امتانييلطا من العينة الصلبة

ثر يكرب المنلروط تحرت ةرغط يصرل الرى ، ball millالةا بواسطة طارونة كروية

2in50,000 lb / -20,000

األدوات المسررتندمة يرري تةهيررز العينررات لعمررل تحليررل طيفرري ( 8-5ويوةررف شرركل )

.باألشعة تحت الحمراء

Metal blocks

KBr Die sets for KBr Discs

Laboratory hydrolyic press product IR gas sampling supplies cells

وحدة وضع العينات وتجهيزها. (:7-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

193

Detectorوحدة قياس طاقة األشعة

اض نظررا الننفر. الرى أجهرزة قيراس ياصرة ، الحمرراء يحتاج تقدير طاقة األشعة تحرت

ة المنتةرة مرن المصرادي الموجرودة اننفاض كثاية األشعو، طاقة يوتونات هذه األشعة

اقررة هررذه ال يمكررن اسررتندا الناليررا الضرروئية يرري قيرراس ط وهنررااألشررعة ، يرري تلررك

يري قيراس Thermal detectorsالقيراس الحرراي كشراياتتسرتند بينما ،األشعة

طاقتها.

القياس الحراي ترتفع ديجة الحراية بقردي كشاياتند امتصاص هذه األشعة بواسطة وع

يتناسب مع طاقة األشعة ، وعلى تلك يمكن تقدير االننفاض يي طاقرة األشرعة النراتج

عن االمتصاص نتيةة مرويها على العينة.

. ي تات سرعة رراييرة صرغيرة جردالحراالقياس ا كشا ةب أن تكون المادة المكونة لوي

رتى يمكن الكشف عن التغيرات الصغيرة يي طاقة األشرعة المننفضرة ، كمرا يةرب أن

رتى ال تحد تاثيرات ، تكون وردة القياس الحراي معزولة تماما عن المحيط النايجي

ررايية )انتقال رراي ( من الوسط المحيط.

هي: لحراي القياس ا كشاياتة أنواع من وتوجد ثالث

Thermocouple detectorالمزدوجة الحرارية كشاف -1

جهرد برين نقطرة اتصرال يرر عتمد على تكروين يو، األكثر استنداما ذا الكشا هو ه

معدنين منتلفرين نتيةرة اليرتال ديجرة الحرراية بينهمرا ، يالوصرلة األولرى تتكرون مرن

أما الوصلة الثانيرة تحت الحمراء ة شعاألشريحة معدنية من الذهب أو البالتين تستقبل

وعلرى تلرك يران األشرعة ، هرذه يتتكون من عنصر سعت الحرايية مرتفعة ومعزولة عن

ايتفاع ديجة الحراية يي الوصلة األولى )الذهب( نتيةة السرتقبالها األشرعة يرؤد الرى

ه بواسرطة ا وبين الوصلة الثانية وهذا الفر يي الةهد يمكن تقديرهتكوين ير جهد بين

أ ن يت تقدير يرر الةهرد كدالرة للتغيرر يري ، electric circuitياصة كهربية دائرة

.(5-5)شكل ديجة الحراية

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

194

المزدوجة الحراييةكشا (: 5 -5شكل )

Thermocouple detector

Bolometer detectorالطاقة الحرارية االشعاعية كشاف -2

والتي تبد تغيرر semiconductor ن أو مادة شب موصلة من معد هذا الكشا يتركب

أ ، ديجة الحررايةللتغير يي كدالة electric resistanceكبير يي المقاومة الكهربية

.(8-5شكل ) ن يت تقدير التغير يي المقاومة كدالة للتغير يي ديجة الحرايةأ

Golay cell detectorخلية جوالي كشاف -3

عتبر ترمرومتر غرا ررراي وهرو عبراية عرن يليرة مملروءة بغرا ، وعنرد ي لكشا ذا اوه

ترتفع ديجة رراية الغا نتيةرة امتصراص جوال يلية على تحت الحمراء سقوط األشعة

األشعة وينتج عن تلك ايتفاع يي الضغط الذ يمكن تحويل الى اشايات كهربيرة ، هذه

(.19-5)شكل كدالة للتغير يي ديجة الحرايةاأ ن يت تقدير االيتفاع يي ةغط الغ

الى أن يلية جوال يمكنها باالةاية Mid IRوهذه الكشايات الثالثة تستند لقياس

Far IRأيضا قياس

النليرة الضروئية ها بواسرطةيان يمكرن قياسر near IRأما بالنسبة للكشف عن أشعة

& Far ألن طاقتهرا أعلرى مرن طاقرة UV-VLأجهزة السابق تكرها مع PMTالمكبرة

Mid IR

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

195

Bolometer( : مقياس الطاقة الحرايية االشعاعية 8-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

198

l

Golay Cell (: خلية جوالي11-5شكل )

Recorderوحدة التسجيل

امرا االمتصراص تسرةيلل مطيرا األشرعة تحرت الحمرراءةيل يي تستند وردة التس

أو عنرد األعرداد الموجيرة المنتلفرة wavelength (nm)عند األطوال الموجية المنتلفة

)1-wave numbers (cm ،تصاص يي المدل المرغروب وبذلك يمكن تسةيل طيف االم

(.11-5)شكل

(: وردة تسةيل النتائج يي مطيا األشعة تحت الحمراء11-5شكل )

عة تحت الحمراء مزدوج الحزمةمطياف األش

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

198

Double beam IR spectrometer

أ أنهررا مزدوجررة الحزمررة مطيررا األشررعة تحررت الحمررراء المسررتندمة معظرر أجهررزة

Double beam spectrometers ألن اننفاض طاقة األشعة تحت الحمرراء وعرد ثبرات

ية الضعيفة الناتةرة يةعرل المصدي الضوئي ووردة القياس وةروية تكبير االشايات الكهرب

يصل أشرعة المصرديييها ويت ، حزمتين أمرا ةروييا لهذه األجهزةمن التصمي ت ال

lightوقراطع للضروء rotating mirrorالى رزمتين متساويتين بواسطة مررخة متحركرة

interrupter ري تتايجف أشعة المصدي بالتناوب بين يلية العينةsample cell ليرة والن

ويي النهاية يمر شعاع العينة بالتنراوب الرى ورردة reference cellالبالنك المرجعية أو

.(12-5يي شكل )تحليل األشعة كما هو موةف

IR(: مسار الشعاع المزدوج في مطياف 12-5شكل )

األشعة تحت الحمراء المزود بمحول فورييهمطياف

Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectrometry

عرن (13-5)شركل FT-IR مطيا األشعة تحت الحمراء المزود بمحول يوييير ينتلف

ما يلي:يي Regular IRالعاد مطيا األشعة تحت الحمراء

يي مطيا مصدي الطاقةFT-IR يكونLASER Monochromatic source

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

195

مطيا ال يحتوFT-IR على مورد للموجاتmonochromator وعلرى تلرك

يان الشرعاع السراقط يحترو علرى كرل أطروال موجرات األشرعة تحرت الحمرراء

cm –5000 400-1المتوسطة المدل

الةها مزود بمحولAnalog to digital converter لكي يسهل دمة مع أجهزة

GC- FTIR or HPLC-FTIRالتحليل الكروماتوجرايي

يتميز جهراFT-IR spectrometer بانر يقرو بتحليرل العينرات الصرغيرة الحةر

.سرع وأد من الةها العاد وبديجة أ

يعطي ديجة تمييز عالية جداvery high resolution

FT-IR(: مطياف 13-5شكل )

يري كمرا هرو موةرف Beam splitterوينقس الشعاع الساقط الى ررزمتين بواسرطة

وتوجر الرى fixed wavelength، الحزمة األولرى لهرا طرول موجرة ثابرت ( 14-5شكل )

وتوجر variable wavelengthالمرخة الثابتة ، أما الحزمة الثانيرة لهرا طرول موجرة متغيرر

movable mirrorالى المرخة المتحركة

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

198

FT-IR(: مسار األشعة في مطياف 14-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

119

Raman Spectrometr ف راماناطيم

وهي طريقة أيرل للنظر الى الحركات االهتزا ية يي الةز ء عن طريرق تبعثرر األشرعة

Raman scattering ولي امتصاص األشرعة كمرا هرو الحرال يريRegular IR أوFTIR

( .15-5)شكل تغيرات االهتزا ية وكذلك الدويانية يي النظ المنتلفةويهت بدياسة ال

مرن أشرعة monochromatic lightويستند يي مطيا يامان شرعاع ةروئي موررد

من يالل الضوء المرئي أو األشعة تحت الحمراء القريبرة أو األشرعة يرو LASERالليزي

الفوتونات أو األنظمة المثاية األيرل.البنفسةية القريبة ، ويتدايل شعاع الليزي مع

يت اثاية العينة بحزمة مرن أشرعة الليرزي ثر يرت تةميرع الضروء مرن ويي مطيا يامان

عدسرات ثر توجر الرى موررد الموجرات رير تمرر ية يي المادة بواسرطةاط المثاالنق

تهرا يرالل األطروال الموجيرة يرت بعثربراقي وجية القريبة من يط الليرزي أمرا األطوال الم

الكشا .

holographic diffraction gratings مورد الموجاتيستند يي مطيا يامان و

PMTs النلية الضوئيةيستند كشا كما

Raman-IR(: مطياف 15-5شكل )

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

111

شعة تحت الحمراءألبيقات التحليل الطيفي لتط

من الطر األساسرية المسرتندمة يري IRيعتبر التحليل الطيفي المتصاص أشعة الر

ديرة ، كمرا يمكرن اسرتندام يري الكشرف التعر على تركيب الةزيئات يي رالتها العا

عن التغيرات التي تحد للةزيئات نتيةة لتفاعلها وتكوين جزيئات جديدة.

يري التقردير الكمري للمركبرات ولرو أن IRومن نارية أيررل يانر يمكرن اسرتندا الرر

( تعتبرر أيضرل يري التقردير الكمري ، UV, VISاالمتصاص يي منطقة ) الطر األيرل

بصمة مميزة لتركيب الةز ء ككل. IRبر طيف االمتصاص ألشعة ويعت

ويالرظ أن بعض الحركات االهتزا ية تكون متمركزة يقط يي يابطة أو مةموعرة كيميائيرة

وال يحد ا دواج يرذكر برين هرذه المةموعرات وبقيرة الةرز ء ، وعلرى تلرك يران موةرع

.امتصاص هذه المةموعات ال يتغير من مركب الى خير

مايلي: من أمثلة المةاميع التي اليتغير امتصاصها من مركب آليرو

مةموعة الكربونيلC=O

مةموعة السلفاهيدييل-SH

مةموعة-NH

مةموعة الهيروكسيل-OH

2مةموعة الميثلينCH-

3مةموعة الميثيلCH-

هرا تعتبرر مفيردة بديجرة كبيررة للتعرر علرى ونظرا لثبات امتصاص هذه المةموعرات يان

الةزيئات.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

112

للمركبدات تحدت الحمدراءشدعة األاص امتصديمكن تقسيم طيف عامة بصفةو

: قسمين العضوية الى

High frequency portion األول: منطقة امتصاص عالية التردد

ويمترد function groups وهي المنطقة التي يحد ييهرا امتصراص للمةراميع الفعالرة

cm -3600 1300-1نطا العدد الموجي يي هذه المنطقة من

Low frequency portion التردد منطقة امتصاص منخفضة: الثاني

aromatic قررو للمةموعررات األيوماتيررة وهرري المنطقررة الترري يحررد ييهررا امتصرراص

cm-909 650-1ويمتد نطا العدد الموجي يي هذه المنطقة من

ويمكن عمل تقسيما أكثر تمييزا الى أربعة مناطا وهي:

cm -3600 2700-1أوال: المنطقة

وهي المنطقة الناصة بتمدد الروابط بين تية الهيديوجين وتية أيرل تات و ن تي كبير

,O-Hمثل األكسيةين أو النتروجين أو الكربون ولذلك هذه المنطقة ياصة بتمدد الروابط

N-H, C-H

cm -2700 1850-1ثانيا: المنطقة

CC , CNوهي المنطقة الناصة بتمدد الروابط الثالثية

cm -1850 1555-1ثالثا: المنطقة

C=N, C=O, C=Cوهي المنطقة الناصة بتمدد الروابط الزوجية

cm -1500 700-1رابعا: المنطقة

ويحررد ييهررا تمرردد الررروابط األيرررل واالنحنرراء يرري fingerprint وهرري منطقررة البصررمة

الروابط وتحتو هرذه المنطقرة علرى االمتصاصرات الناصرة بالرابطرة الفرديرة برين تيات

وغيرهرا ، أ C-C , C-O, C-Clالكربون والذيات األيرل غير تيات الهيرديوجين مثرل

ويي هذه المنطقة يران أ تغيرر بسريط الروابط التي تكون الهيكل األساسي للةز ء ،

يي تركيب الةز ء يؤد الى تغيير واةف يي عدد ومواةع االمتصاصات ولرذلك تسرمى

هذه المنطقة بمنطقة البصمة.

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

113

امتصاص الجزيئات العضوية الحيوية

Absorption of Bioorganic molecules

و أكثرر مرن المةموعرات من المعرو أن معظ الةزيئات الحيوية تحتو على مةموعة أ

لهررا القرردية علررى والترري قطبيررة الفعالررة المةرراميع أوالالحلقررات العطريررة المشرربعة أو

.(2-5)جدول امتصاص األشعة تحت الحمراء

ائيرة التري نويرجع امتصاص الةزيئات الكبيرة لألشعة الى واررد أو أكثرر مرن الورردات الب

القواعد النيتروجينيةمثل األرماض األمينية والدهنية و تمتص األشعة

ويعتبر التحليرل الطيفري المتصراص األشرعة تحرت الحمرراء مرن الطرر األساسرية يري

، كمرا يمكرن اسرتندام يري ( 3-5)جردول التعر علرى المركبرات العضروية والحيويرة

الكشف عن التغيرات التي تحد للةزيئات نتيةة لتفاعلها وتكوين جزيئات جديدة.

ألشعة تحت الحمراء:ع الفعالة لامتصاص بعض المةاميمواةع (: 2-5جدول )

IR Absorption

νmax cm-1

Group Compound

1690 – 1600 Alkene C=C

3300 Alkyne CC

1700 – 1750 Ketone C=O

1700 – 1750 Aldehyde -COH

3520 Carboxyl -COOH

3400 – 3180 Amido -NH2

1850 – 1555 Nitro -NO2

2250 – 2225 Nitrile -CN

2600 – 2550 Sulfoxide -S=O

2600 – 2550 Sulfone O=S=O

3650 – 3584 Alcohol -OH R-OH

3650 – 3584 Phenol -OH Ar-OH

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

114

909 – 650 Aromatic structure Phenyl

طيف االمتصاص لبعض المجاميع الكيماوية تحت (: 3-5جدول )

ظروف مختلفة:

Spectral

Region (cm-1)

Vibrational

Classification

Group & Environment

Absorption

Band (cm-1)

3704 - 3333

O-H stretching

Alcohols & Phenols

a) Free O-H 3650 – 3590

b) Intermolecularly hydrogen

bonded OH (changes on

dilution)

(1) Single bridge compounds

3550 – 3450

(2) Polymeric association 3400 – 3200

3333 - 2857

N-H stretching

Amines:

a) Primary , free 3500

b) Secondary, free 3500 – 3310

C - H streching Alkyne (CHCH) 3300

Alkene ( CH2 = CH2)

Alkane ( -CH3 , -CH2 )

3095 – 3010

2962 – 2853

3333 - 2857

N - H stretching

Amine salts

3130 -3030

2857 - 2500

C - H streching

Aldehydes

2900 - 2820

2775 – 2700

O - H streching Carboxylic acids bonded. 2700 – 2500

S - H streching Sulfur compounds 2600 – 2550

2500 - 2222

CC streching

Alkyne-disubstituted

2260 – 2190

CN streching Isocyanates 2275 – 2215

2222 - 2000

CN streching

Isocyanides

2220 – 2070

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

115

2222 - 2000

N=C=N- stretch

Diimides

2155 – 2130

2000 - 1818

C=O streching

Anhydrides:

a) saturated 5-membered ring

b) , -Unsaturated 5 mem.ring

c) saturated acyclic

d) , -Unsat. & aryl, acylic

1870 - 1820

1800 - 1750

1850 - 1800

1830 - 1780

1850 - 1800

1790 - 1740

1830 - 1780

1770 – 1720

1818 - 1667

C=O stretching

Acyl halides:

a) acyl bromides

b) acyl chlorides

c) acyl fluorides

d) , -Unsaturated and aryl

1810

1795

1850

1780 - 1750

1750 – 1720

C=O stretching Esters:

a) Saturated, cyclic:

(1): - lactones

(2): - lactones

(3): - lactones

b) Saturated, acylic

c) Unsaturated:

(1): vinyl ester type

(2):,-unsaturated & aryl

d) Carbonates

1820

1780 - 1760

1750 - 1735

1750 - 1735

1800 - 1770

1730 - 1717

1780 – 1740

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

118

بعض المركبات لألشعة تحت الحمراء.امتصاص (: 18-5ةف الشكل )ويو

األشعة تحت الحمراء نام الفصل ال

118

Cycloheane and cyclohexen