مطياف الكتلة – النظائر والكتلة الذرية النسبية

ماذا تعرض

معظم العناصر خلائط من النظائر: ذرات لها عدد البروتونات نفسه وأعداد مختلفة من النيوترونات. وفي مطياف الكتلة ذي القطاع المغناطيسي تتأين الذرات بحزمة إلكترونات، وتتسارع عبر فرق جهد 2 kV، وينحني مسارها في مجال مغناطيسي. يسلك كل أيون دائرة نصف قطرها r = √(2mV/e)/B، لذا تنحرف الأيونات الأثقل أقل وتصل إلى موضع أبعد على الكاشف. ويعطي ارتفاع كل قمة الوفرة النسبية لذلك النظير. والكتلة الذرية النسبية هي المتوسط الموزون: Ar = Σ(m/z × الوفرة)/100، فهي مثلًا 35.48 للكلور من العددين الكتليين 35 و37.

طريقة الاستخدام

اختر زر عنصر أو «خليط مخصص»، وتابع الأيونات وهي تنتقل من «1. التأين» عبر «2. التسارع» إلى «3. الانحراف». اضغط «+1000 أيون» لتستقر الأعمدة المقيسة على الوفرة الطبيعية. حرّك منزلق «المجال المغناطيسي B» أو اضغط «ضبط B تلقائيًا» لتصل كل القمم إلى الكاشف. يعرض الجدول خطوات حساب Ar؛ ويخفيها خيار الاختبار لتكتب إجابتك في «قيمة Ar لديك» ثم تضغط «تحقّق».

المعاملات القابلة للتغيير

• العنصر البورون (B), النيون (Ne), المغنيسيوم (Mg), الكلور (Cl), النحاس (Cu), البروم (Br), خليط نظائر مخصص
• المجال المغناطيسي B 0.1–1 T
• معدل العينة 5–200 أيون/s
• يحسب الطلاب (إخفاء الإجابة)
• خليط مخصص: العدد الكتلي للنظير 1 1–250
• خليط مخصص: وفرة النظير 1 0–100 %
• خليط مخصص: العدد الكتلي للنظير 2 1–250
• خليط مخصص: وفرة النظير 2 0–100 %
• خليط مخصص: العدد الكتلي للنظير 3 1–250
• خليط مخصص: وفرة النظير 3 0–100 %

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تكون الكتلة الذرية النسبية للكلور 35.45 وليست عددًا صحيحًا؟
2. إذا خفّضت المجال المغناطيسي B، ففي أي اتجاه تتحرك القمم على الكاشف، ولماذا؟
3. إلى أي حد تبتعد الوفرة المقيسة عن القيم الطبيعية عندما لا يُعد إلا عدد قليل من الأيونات؟