پایان نامه رشته شیمی رنگ و حالت الکترونی مولکولها

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رشته شیمی رنگ و حالت الکترونی مولکولها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته شیمی رنگ و حالت الکترونی مولکولها با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 249

مقدمه : 

تاریخچه – امروزه از رنگهای طبیعی به ندرت استفاده می گردد زیرا به کمک روشهای سنیتک رنگهای ایده آلی از نظر کمی و کیفی تولید میشوند و چون ساختمان اصلی آنها را آروماتیکها تشکیل میدهند بنابراین ازذغال سنگ و نفت به عنوان مهمترین منابع طبیعی و اولیه برای آنها محسوب میشوند . بیش از یک قرن است که رنگهای آلی و مصنوعی برای بشر شناخته شده است . در سال 1856 وقتی شیمیدان 18 ساله انگلیسی به نام ویلیام هندی پرکین سعی میکرد کینون راسنتز نماید به جای محصول سفید رنگی که او انتظار داشت یک ماده بد  شکل سیاه رنگ تولید نمود که برایش قابل توجه و قابل مطالعه بود . از استخراج این ماده رنگ ارغوانی زیبایی به نام ماوین بدست آمد که بر حسب تصادف کهنه نخی که در کنار میز آزمایش او قرار داشت توسط آن رنگی گردید و این ماده تا آن زمان تنها ماده رنگی بود که از واکنش شیمیایی حاصل شده و جزو رنگهای گیاهی و ظبیعی نبود و بدین سان تحول بزرگی در تهیه مواد رنگی آلی شروع گردید واکنش تهیه رنگ مزبور بصورت زیر است :

 سولفوریک اسید + آنیلین 

این رنگ چنانچه بعدا خواهیم دید به دلیل وجود گروه آزین ( Azine  ) جزو این نوع شیمیایی میباشد ولی در آن زمان به دلیل تهیه اش از آنیلین رنگ آنیلین نامش نهادند  پرییکن رنگ بالا را در کارخانه ای نزدیک لندن از قطران ذغال سنگ در مقیاس صنعتی تهیه نمود البته قبل از آن در آزمایشگاه از اثر پتاسیم دی کرومات و سولفوریک اسید بر آنیلین ناخالص آنرا سنتز نموده بود از انجائیکه این رنگ در رنگرزی مزایای فراوانی نسبت به دیگر رنگهای طبیعی ، از نظر روشنی و ثبات داشت در اندک زمانی توجه رنگرزها را بخود جلب نمود . پریکن و دوستانش علاوه بر تهیه رنگ بالا فرایند ساده رنگرزی با تانیک اسید را نیز ابداع کردند و بالاخره بعد از مدتها تحقیق و بررسی اولین کارخانه رنگسازی توسط او تاسیس و به مرحله تولید رسید .          از انجا که در آغاز اغلب رنگهای مصنوعی اولیه از انیلین ساخته میشدند و انیلین در آن زمان فقط از منبع قطران ذغال سنگ تهیه میشد اینگونه رنگها به رنگهای آنیلین و رنگهای قطران ذغال سنگ معروف بودند هر چند که بعضی از این رنگها از آنیلین نیز مشتق نشده بودند . امروزه کلمه رنگهای مصنوعی با سینتیک ترجیح داده میشوند زیرا دیگر امروزه رنگها لزوما از منابع اولیه ذغال سنگ تهیه نمیشوند . بلکه منابع نفتی ( نفت خام و گاز طبیعی ) بجای آن جایگزین شده و این تعویض عمدتا در اثر جایگزینی گاز ذغال با گاز طبیعی در کشورهای صنعتی انجام گرفت .

رنگ         

رنگ نمودی از تاثیر متقابل نور مرئی و ماده است و ماده به این ترتیب رنگی به نظر میرسد . خود پدییده دید نیز نتیجه جذب نور توسط شبکیه چشم میباشد . جذب نور سبب میشود که ساختمان پروتوئینهای چشم در اثر یکسری واکنشهای شیمیایی تغییر یابد و یک ردیف پاسخهای شیمیایی داده شود و درنتیجه ، علامت دریافت شده بوسیله عصب نوری به مغز انتقال می یابد .         تابش نور سفید به ماده بر حسب ساختمان و حالت سطحی ماده با پدیده های زیر پاسخ داده میشود :   الف : تمامی پرتوهای تابیده شده بازتاب یا پخش میگردند بدین ترتیب ماده سفید به نظر میرسد .  ب : تمامی پرتوها جذب میشوند ، ماده سیاه به نظر میرسد .  ج : قسمتی از پرتو ها بطور انتخابی جذب میشوند ماده رنگی به نظر میرسد .          باید تصریح کرد که نور سفید منتشر شده توسط خورشید تابشهای الکترو مغناطیسی در ناحیه 400 تا 800 n m  را در بر میگیرد . در دو سوی طیف مرئی نور از تابشهای غیر مرئی برای چشم انسان تشکیل یافته است طول موجهای بیشتر از 800 n m  نور در ناحیه زیر قرمز (I R  ) و طول موجهای کمتر از 400 n m  در ناحیه فرا بنفش ( U V  ) قرار دارد . بنابر این رنگ هر جسم یک حالت ویژه از پدیده ای بسیار عمومی ، یعنی پدیده جذب انتخابی است .         در داخل حوزه مرئی ، نوارهای خیلی باریک طول موجها به رنگهای کاملا معین مربوط میگردند . این رنگها نه تنها از ایجاد نوری با طول موج کاملا مشخص ناشی میشوند بلکه آنها از نور سفیدی که توسط جذب پرتوی که طول موج رنگ مورد نظر را در بر نداشته باشد نیز حاصل میگردند بدین ترتیب است که بر اثر جذب « رنگهای تکمیلی » ما رنگها یاجسامی که ما را احاطه کرده اند می بینیم جدول زیر رنگهای جذب شده و دریافت شده را نسبت به طوول موج نور جذب شده نشان میدهد .

دانلود مقاله میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری (TEM)

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری (TEM) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:54

مقدمه:

پیدایش میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری (TEM) به صورت تجاری به سال 1940 بازمی‌گردد، اما از سال 1950 به بعد بود که کاربردهای گسترده‌ای در بررسی فلزات پیدا نمودند. مهم‌ترین عامل کاهنده در کاربرد TEM مطالعه فلزات در آن سال‌ها به مشکلات تهیه نمونه مربوط می‌شد. اما امروزه با توجه به روش‌های گوناگون تهیه نمونه فلزات، این نوع میکروسکوپ‌ها جایگاه خاصی را در میان متخصصین مواد و متالوژی برای خود ایجاد نموده و باعث بروز نقطه عطف بسیاری از پژوهش‌ها و تحقیقات گشته، به آن‌ها سرعت فراوانی داده‌اند. امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری امکان مطالعه موارد متنوعی در مواد گوناگون نظیر ویژگی‌های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی‌ها، دوقلویی‌ها، عیوب انباشتگی، رسوب‌ها، آخال‌ها، مکانیزم‌های جوانه‌زنی، رشدو انجماد، انواع فازها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شکست، خوردگی و … را فراهم آورده‌است. در کل قابلیت‌های امروزی TEM را می‌توان مرهون چهار پیشرفت زیر دانست که دوتای آن‌ها در ساختمان دستگاه و دوتای دیگر در نحوه تهیه نمونه حاصل شده‌اند:  

- استفاده از چند عدسی جمع‌کننده

- پراش الکترونی سطح انتخابی

- نازک‌کردن نمونه‌ها برای تهیه نمونه‌های شفاف در برابر الکترون‌ها

- تهیه نمونه به روش ماسک‌برداری

در بررسی مواد، میکروسکوپ الکترونی عبوری دارای سه مزیت اصلی ذیل است:

1- قابلیت دسترسی به بزرگنمایی‌های بسیار بالا (حتی بیش از یک میلیون برابر) به دلیل به‌کارگیری انرژی بالی الکترون‌ها و در نتیجه طول موج کمتر پرتوها.

2- قابلیت مشاهد ساختمان داخلی فلزات و آلیاژها به دلیل قدرت عبور الکترون‌های پر انرژی از نمونه نازک.

3- قابلیت بررسی سطوح انتخابی نمونه به دلیل وجود حالت بررسی با پراش الکترون‌ها.

مقایسه TEM با OM

به طوور کلی میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشابه میکروسکوپ نوری (OM) است با این تفاوت که در آن به جای نور با طول موج حدود Å 5000 از الکترون‌هایی با طول موج حدود Å 05/0 برای روشن کردن نمونه استفاده می‌شود. این امر به میکروسکوپ امکان می‌دهد که از نظر تئوری دارای قدرت تفکیک 105 با بهتر از میکروسکوپ نوری گردد. اما در عمل به علت محدودیت‌های مربوط به طراحی عدسی‌ها و روش‌های نمونه‌گیری، قدرت تفکیک تنها به Å 2 می‌رسد که به نسبتی در حدود 1000 مرتبه از قدرت تفکیک میکروسکوپ نوری بهتر است. در کارهای روزمره قدرت تفکیک TEM حدود Å 10 است. قدرت تفکیک زیاد میکروسکوپ عبوری در مقایسه با میکروسکوپ نوردی امکان کاربرد آن برای بررسی رزساختار فلزات را فراهم می‌سازد. زیرا امکان مشاهدة اجزای نمونه تا ابعاد اتمی را میسر می‌نماید.

این قدرت تفکیک مسلماً بدون زحمت و صرف وقت قابل دستیابی نیست، اما به‌هر حال در دسترس متالورژیست‌ها قرار دارد. بزرگنمایی زیاد نیز برای استفاده کامل از قدرت تفکیک میکروسکوپ ضروری است. با وجود این حتی با بزرگنمایی‌های حدود 1000 نیز نتایج TEM به مراتب روشن‌تر از نتایج میکروسکوپ نوری است. پرتوی روشن‌کننده در TEM الکترون و در OM، امواج نوری مرکب است. یک عدسی الکترونی ساده قادر است بزرگنمایی را حدود 50 تا 200 برابر افزایش دهد.

اجزای میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM Parts

در شکل اجزای اصلی یک میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داده شده‌است. این طرح بنا به مورد کاربرد، به منظور به‌کارگیری انواع اثرات متقابل الکترون و نمونه اصلاح یا ترمیم‌شده و به تجهیزات کمکی و ویژه مجهز می‌گردد. همان‌طور که مشاهده می‌شود از اجزای اصلی یک دستگاه TEM، می‌توان تفنگ الکترونی، عدسی جمع‌کننده، ردیف‌کننده پرتو، نگهدارنده نمونه، عدسی شیئی، عدسی تصویری، سیستم‌های ازبین برنده آلودگی، پرده فلورسنت و دوربین عکاسی را برشمرد. کل سیستم در خلاء حداقل 4-10 تور قرار دارد تا مسیر آزاد طولانی برای الکترون‌ها موجود باشد. در شکل (3) نیز مسیر حرکت پرتوهای الکترونی نشان داده شده‌است.

تفنگ الکترونی  Electron Gun

سیستم روشن‌کننده در TEM شامل یک تفنگ الکترونی است که از یک رشته (فیلامنت) گرم (عمدتاً از جنس تنگستن) متصل به پتاسیم الکتریکی بالا که با یک محفظه قطبی به نام استوانه و هنلت (Wehnelt ) احاطه می‌شود، تشکیل شده‌است. پایین‌تر از این قسمت یک آند متصل به زمین قرار گرفته که در وسط آن سوراخی برای عبور الکترون‌ها به طرف پایین ستون تعبیه شده‌است. ولتاژهای شتا‌ب‌دهنده به‌کار رفته در دو گروه عمده قرار می‌گیرند. میکروسکوپ‌های معمولی از ولتاژهای 20 تا 120 کیلووات استفاده می‌نمایند. تعداد ولتاژ انتخاب‌شده در این فاصله معین بوده و معمولاً با گام‌های 20 کیلوولتی است. در گروه دیگری از میکروسکوپ‌ها (مرسوم به میکروسکوپ‌های ولتاژ بالا) از ولتاژهای 200 تا 1000 کیلوولت نیز استفاده می‌شود.

شایان ذکر است که تمام انواع ذکرشده به‌صورت تجاری در دسترس بوده و قیمت متناسب با ولتاژ شتاب‌دهنده تعیین می‌گردد. جریان کلی تفنگ الکترونی در حدود A m 100 است. اما تنها کسری آن موجب تشکیل تصویر نهایی شده و بقیه آن توسط دریچه‌های گوناگون ستون میکروسکوپ جذب می‌گردد. هنگامی‌که به بزرگنمایی بالاتری نیاز است، از تفنگ الکترونی قوی‌تری استفاده می‌شود. عدسی Lens در میکروسکوپ‌های الکترونی از عدسی‌های خاصی استفاده می‌شود. عمده این عدسی‌ها در دو گروه عدسی‌های مغناطیسی (سیم‌پیچ مغناطیسی با هسته آهنی) و عدسی‌های الکترواستاتیکی طبقه‌بندی شده‌اند. عدسی‌های نوع دوم دارای مزیت یکنواختی زمینه هستند ولی با این وجود بیشتر از اعوجاج حوزه الکتریکی در اثر آلودگی تأثیر می‌پذیرند. به همین جهت تاکنون نتوانسته‌اند جای عدسی‌های مغناطیسی را بگیرند.

به‌خاطر محدودیت‌های موجود در طراحی، عدسی‌های میکروسکوپ TEM روزنه‌هایی به مراتب کوچکتر از روزنه‌های عدسی‌های شیشه‌ای میکروسکوپ را تشکیل می‌دهد. یک عدسی شیئی مغناطیسی نمونه با فاصله کانونی mm5/2 (m 2500) و روزنه شیئی m 50 دارای نیم‌زاویة پذیرش(Acceptance Half-Angle) در حدود 3- 10×5 رادیان است، در حالیکه نیم‌زاویة پذیرش برای یک عدسی شیئی نوری خوب حدود     رادیان (‍°‎60) می‌باشد. بازده کم عدسی الکترونی تا حدی توسط عمق نفوذ بیشتر حوزه آن و عمق تمرکز بالا جبران می‌شود.

اکثر میکروسکوپ‌های TEM پیشرفته دارای 4 تا 6 عدسی می‌باشند. عدسی جمع‌کننده پرتوی الکترونی را روی نمونه متمرکز می‌نماید. عدسی شیئی اولین تصویر بزرگ‌شده را ایجاد می‌کند. این تصویر مجدداً توسط عدسی تصویری بزرگ‌شده و تصویر نهایی را که معمولاً قابل رویت است روی صفحة فلورسنت تشکیل می‌دهد. برای ثبت تصویر، صفحة فلورسنت برداشته شده و به‌جای آن یک صفحة فتوگرافیک یا فیلم قرار داده‌می‌شود. تمام آنچه که یک میکروسکوپ نوری قادر به تفکیک آن می‌باشد با بزرگنمایی 500 قابل مشاهده است. بزرگنمایی بالاتر مشاهدة جزییات را آسان‌تر می‌کند اما قدرت تفکیک را افزایش نمی‌دهد. برای استفاده کامل از قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی، بزرگنمایی تا 200000 یا بیشتر مورد نیاز است. این بزرگنمایی‌ها با استفاده از دو عدسی بدست‌ نمی‌آیند. بنابراین از بزرگنمایی سه مرحله‌ای استفاده می‌شود. برای این‌کار یک عدسی میانی در بین عدسی‌های شیئی و تصویری قرار می‌دهند.

برای عدسی شیئی معمولاً از یک بزرگنمایی ثابت استفاده می‌شود که مقدار آن متناسب با موقعیت نمونه و فاصله کانونی است. عدسی تصویری نیز دارای بزرگنمایی‌های مشخصی می‌باشد. بزرگنمایی‌های بین این حدود را می‌توان با تنظیم شدت جریان در عدسی میانی بدست آورد. مقدار لازم بزرگنمایی بسته به نوع نمونه است، اما مرسوم آن است که برای تسهیل مقایسه تصاویر در بررسی یک نمونه از تعداد معینی بزرگنمایی ثابت استفاده گردد. به‌عنوان مثال در ماسک‌برداری صورت‌گرفته از نمونه‌های فولادی، بزرگنمایی‌های ثابت 2000، 5000، 10000 و 25000 را به‌کار می‌برند. همچنین صفحات فتوگرافیک را می‌توان تا 5 بار بدون هیچ‌گونه اشکالی بزرگ کرد.

پایان نامه رنگ و حالت الکترونی مولکولها

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رنگ و حالت الکترونی مولکولها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:244

مقدمه :
تاریخچه – امروزه از رنگهای طبیعی به ندرت استفاده می گردد زیرا به کمک روشهای سنیتک رنگهای ایده آلی از نظر کمی و کیفی تولید میشوند و چون ساختمان اصلی آنها را آروماتیکها تشکیل میدهند بنابراین ازذغال سنگ و نفت به عنوان مهمترین منابع طبیعی و اولیه برای آنها محسوب میشوند . بیش از یک قرن است که رنگهای آلی و مصنوعی برای بشر شناخته شده است . در سال ۱۸۵۶ وقتی شیمیدان ۱۸ ساله انگلیسی به نام ویلیام هندی پرکین سعی میکرد کینون راسنتز نماید به جای محصول سفید رنگی که او انتظار داشت یک ماده بد شکل سیاه رنگ تولید نمود که برایش قابل توجه و قابل مطالعه بود . از استخراج این ماده رنگ ارغوانی زیبایی به نام ماوین بدست آمد که بر حسب تصادف کهنه نخی که در کنار میز آزمایش او قرار داشت توسط آن رنگی گردید و این ماده تا آن زمان تنها ماده رنگی بود که از واکنش شیمیایی حاصل شده و جزو رنگهای گیاهی و ظبیعی نبود و بدین سان تحول بزرگی در تهیه مواد رنگی آلی شروع گردید واکنش تهیه رنگ مزبور بصورت زیر است :

سولفوریک اسید + آنیلین
این رنگ چنانچه بعدا خواهیم دید به دلیل وجود گروه آزین ( Azine ) جزو این نوع شیمیایی میباشد ولی در آن زمان به دلیل تهیه اش از آنیلین رنگ آنیلین نامش نهادند .
پرییکن رنگ بالا را در کارخانه ای نزدیک لندن از قطران ذغال سنگ در مقیاس صنعتی تهیه نمود البته قبل از آن در آزمایشگاه از اثر پتاسیم دی کرومات و سولفوریک اسید بر آنیلین ناخالص آنرا سنتز نموده بود از انجائیکه این رنگ در رنگرزی مزایای فراوانی نسبت به دیگر رنگهای طبیعی ، از نظر روشنی و ثبات داشت در اندک زمانی توجه رنگرزها را بخود جلب نمود . پریکن و دوستانش علاوه بر تهیه رنگ بالا فرایند ساده رنگرزی با تانیک اسید را نیز ابداع کردند و بالاخره بعد از مدتها تحقیق و بررسی اولین کارخانه رنگسازی توسط او تاسیس و به مرحله تولید رسید .
از انجا که در آغاز اغلب رنگهای مصنوعی اولیه از انیلین ساخته میشدند و انیلین در آن زمان فقط از منبع قطران ذغال سنگ تهیه میشد اینگونه رنگها به رنگهای آنیلین و رنگهای قطران ذغال سنگ معروف بودند هر چند که بعضی از این رنگها از آنیلین نیز مشتق نشده بودند . امروزه کلمه رنگهای مصنوعی با سینتیک ترجیح داده میشوند زیرا دیگر امروزه رنگها لزوما از منابع اولیه ذغال سنگ تهیه نمیشوند . بلکه منابع نفتی ( نفت خام و گاز طبیعی ) بجای آن جایگزین شده و این تعویض عمدتا در اثر جایگزینی گاز ذغال با گاز طبیعی در کشورهای صنعتی انجام گرفت .
در تهیه رنگها از نظر کلی فرایند عمومی زیر دنبال میشود :
نفت
مواد اولیه (هیدروکربنهای آروماتیک) منابع طبیعی
زغال سنگ
مواد حد واسط

رنگها

فصل ۱

رنگ و حالت الکترونی مولکولها

۱ – رنگ
رنگ نمودی از تاثیر متقابل نور مرئی و ماده است و ماده به این ترتیب رنگی به نظر میرسد . خود پدییده دید نیز نتیجه جذب نور توسط شبکیه چشم میباشد . جذب نور سبب میشود که ساختمان پروتوئینهای چشم در اثر یکسری واکنشهای شیمیایی تغییر یابد و یک ردیف پاسخهای شیمیایی داده شود و درنتیجه ، علامت دریافت شده بوسیله عصب نوری به مغز انتقال می یابد .
تابش نور سفید به ماده بر حسب ساختمان و حالت سطحی ماده با پدیده های زیر پاسخ داده میشود :
الف : تمامی پرتوهای تابیده شده بازتاب یا پخش میگردند بدین ترتیب ماده سفید به نظر میرسد .
ب : تمامی پرتوها جذب میشوند ، ماده سیاه به نظر میرسد .
ج : قسمتی از پرتو ها بطور انتخابی جذب میشوند ماده رنگی به نظر میرسد .
باید تصریح کرد که نور سفید منتشر شده توسط خورشید تابشهای الکترو مغناطیسی در ناحیه ۴۰۰ تا ۸۰۰ n m را در بر میگیرد . در دو سوی طیف مرئی نور از تابشهای غیر مرئی برای چشم انسان تشکیل یافته است طول موجهای بیشتر از ۸۰۰ n m نور در ناحیه زیر قرمز (I R ) و طول موجهای کمتر از ۴۰۰ n m در ناحیه فرا بنفش ( U V ) قرار دارد . بنابر این رنگ هر جسم یک حالت ویژه از پدیده ای بسیار عمومی ، یعنی پدیده جذب انتخابی است .
در داخل حوزه مرئی ، نوارهای خیلی باریک طول موجها به رنگهای کاملا معین مربوط میگردند . این رنگها نه تنها از ایجاد نوری با طول موج کاملا مشخص ناشی میشوند بلکه آنها از نور سفیدی که توسط جذب پرتوی که طول موج رنگ مورد نظر را در بر نداشته باشد نیز حاصل میگردند بدین ترتیب است که بر اثر جذب « رنگهای تکمیلی » ما رنگها یاجسامی که ما را احاطه کرده اند می بینیم جدول زیر رنگهای جذب شده و دریافت شده را نسبت به طوول موج نور جذب شده نشان میدهد .
رنگ جذب شده رنگ دریافت شده طول موج دریافت شده طول موج جذب شده به n m
بنفش زرد آبی n m 435 – ۴۰۰
آبی زرد ۴۸۰ – ۴۳۵
سبز – آبی پرتقالی ( نارنجی ) ۴۹۰ – ۴۸۰
آبی – سبز قرمز ۵۰۰ – ۴۹۰
سبز ارغوانی ۵۶۰- ۵۰۰
زرد – سبز بنفش ۵۸۰ – ۵۶۰
زرد آبی ۵۹۵ – ۵۸۰
نارنجی سبز – آبی ۶۰۵ – ۵۹۵
قرمز آبی – سبز ۷۵۰ – ۶۰۵

فصل ۲
شیمی رنگ

بررسی مواد رنگی از نظر شیمیایی ،. بخش جالبی از شیمی کاربردی را تشکیل میدهد به شیمی رنگ معروف است . در این قسمت انواع تقسیم بندی مواد رنگی ، مواد اولیه ( Primaries ) مواد حد واسط (‌ Intermediates ) بررسی میگردد .
۱ – طبقه بندی مواد رنگی