İçeriğe atla

Matris izolasyonu

Matris izolasyonu genellikle reaktif olmayan matriste hapsolmuş materyalleri barındıran fizik ve kimyada kullanılan deneysel bir teknik. Host matris ziyaretçi parçacıkların (atomlar, moleküller, iyonlar ve diğerleri) içinde gömülü olduğu bir devamlı katı fazdır. Ziyaretçi host matriste izoledir. Önceleri matris izolasyonu terimi bir kimyasal türü herhangi bir reaktif olmayan materyal, genellikle polimerler veya reçineler, içine yerleştirmek olarak tanımlanırken yakın zamanda bu terim sadece düşük sıcaklıktaki katılarda konumlanmış gazlar ile sınırlandırıldı. Tipik bir matrik izolasyonu deneyi host materyali -soy gaz veya nitrojen- ile izole edilmiş gaz fazdaki seyreltilmiş ziyaretçi numunesini içerir. Daha sonra bu karışım gazın erime noktasına kadar soğutulmuş bir pencere üzerine birikmeye bırakılır. Ardından ise çeşitli spektroskopik prosedürler kullanılarak numune üzerine çalışmalar yapılabilir.

Deneyler

Aktarma ölüçümü alteti

Üzerinde numune birikmiş olan transparant pencere sıklıkla sıkıştırılmış helyum veya benzer soğutucular kullanılarak soğutulur. Deneyler soğuk pencere üstünde donan istenmeyen gazların kontaminasyonundan korunmak amacı ile yük vakum altında gerçekleştirilir. Düşük sıcaklıklar matris materyalin "camlılığı"ndan ve sertliğinden olayı tercih edilir. Soy gazlar, argon gibi, sadece reaktif olmamalarından dolayı değil de aynı zamanda katı fazdaki geniş optik transparantlıklarından dolayı da kullanılırlar. Tek atomlu gazlar nispeten basit yüz merkezi kübik kristal yapıya (Kübik kristal sistemi Kristal yapı) sahiptir. Bu yapı yer işgal ve kristal alan bölünmesi tahmininin yorumunu daha kolay yapar. Bazı vakalarda, metan, hidrojen veya amonyak gibi reaktif materyaller host materyal olarak kullanılarak host ve ziyaretçi türler arasındaki ilişki üzerine çalışılabilir.

Matris izolasyon tekniğini kullanmak, kısa süreli olarak, hayli reaktif türler -radikal iyonlar ve reaksiyon ara ürünleri gibi- gözlemlenebilir ve spektroskopik olarak tanımlanabilir. Örneğin, kimyasal izolasyonda katı soy gaz kripton içine F3− reaktif iyonunun oturabileceği bir inert matris oluşturmak için kullanılabilir.[1] Bir tür birikmeden önce kimyasal olarak oluşturulabilir veya sonra fotokimyasal bir yolla oluşturulabilir. Bu teknik gaz fazdaki türleri rotasyonel veya translasyonel etmenler olmaaksızın simüle etmek için kullanılabilir. Düşük sıcaklığın bir diğer yararlı yanı daha basit bir spektra sağlamasıdır. Bunun sebebi sadece düşük elektronik ve titreşimsel kuantum hallerinin çoğaltılmasıdır.

Farklı biriktirme yöntemleri

Reaktif türler hem aparat dışında oluşturulabilir ve ardından yoğunlaştırılabilir hem de matriks içinde ışımaya maruz bırakarak veya bir ata materyal ısıtıllarak veya büyüyen matriks yüzeyinde iki reaktantı birleştirerek oluşturulabilir. İki türün birikmesi konusunda temas süresi ve sıcaklık kontrolü can alıcı öneme sahiptir. Twin Jet birikimi Merged Jet birikimi ile karşılaştırıldığında iki tür çok daha kısa temas süresine(ve daha düşük sıcaklığa) sahiptir. Konsantrik Jet temas süresinin ayalabilmesine olanak sağlar.[2]

Tarihi

Matris izolasyonu foto-kimyacılar ve fizikçilerin sıvılaştırılmış gazların içindeki dondurma numuneleri deneyleri sayesinde yirminci yüzyılın ilk yarısında kendi köklerine sahiptir. İlk izolasyon deneyleri arasında transparant düşük sıcaklıktaki organik camlardaki, EPA gibi (eter/izopentan/etanol 5:5:2) gibi, türlerin dondurulması vardır. Modern matris izolasyon tekniği yoğun olarak 1950'lerde özellikle George C. Pimentel tarafından geliştirlmiştir.[3] George C. Pimentel başlarda yüksek sıcaklıkta kaynayan xenon ve nitrojen gibi inert gazları host materyal olarak kullandı ve kendisi "matris izolasyonunun babası" olarak bilinir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Riedel, Sebastian; Köchner, Tobias; Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (2 Ağustos 2010). "Polyfluoride Anions, a Matrix-Isolation and Quantum-Chemical Investigation". Inorganic Chemistry. 49 (15). ss. 7156-7164. doi:10.1021/ic100981c. 
  2. ^ Clay, Mary; Ault, Bruce S. (2010). "Infrared Matrix Isolation and Theoretical Study of the Initial Intermediates in the Reaction of Ozone with cis-2-Butene". The Journal of Physical Chemistry A. 114 (8). ss. 2799-2805. Bibcode:2010JPCA..114.2799C. doi:10.1021/jp912253t. 
  3. ^ Eric Whittle, David A. Dows, George C. Pimentel (1954). "Matrix Isolation Method for the Experimental Study of Unstable Species". The Journal of Chemical Physics. 22 (11). s. 1943. Bibcode:1954JChPh..22.1943W. doi:10.1063/1.1739957. CS1 maint: Uses authors parameter (link)

Konuyla ilgili yayınlar

  • Ball, David W., Zakya H. Kafafi, et al., A Bibliography of Matrix Isolation Spectroscopy, 1954-1985, Rice University Press, Houston, 1988

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Soy gaz</span> Kimyasal element grubu

Soy gaz veya asal gaz, standart şartlar altında her biri, diğer elementlere kıyasla daha düşük kimyasal reaktifliğe sahip, kokusuz, renksiz, tek atomlu gaz olan kimyasal element grubudur. Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) doğal olarak bulunan altı soy gazdır ve tamamı ametaldir. Her biri periyodik tablonun sırasıyla ilk altı periyodunda, 18. grubunda (8A) yer alır. Grupta yer alan oganesson (Og) için ise önceleri soy gaz olabileceği ihtimali üzerinde durulsa da günümüzde metalik görünümlü reaktif bir katı olduğu öngörülmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Maddenin hâlleri</span> maddenin farklı aşamalarında yer alan farklı hâlleri

Bir fizik terimi olarak maddenin hâli, maddenin aldığı farklı fazlardır. Günlük hayatta maddenin dört farklı hâl aldığı görülür. Bunlar; katı, sıvı, gaz ve plazmadır. Maddenin başka hâlleri de bilinir. Örneğin; Bose-Einstein yoğunlaşması ve nötron-dejeneje maddesi. Fakat bu hâller olağanüstü durumlarda gerçekleşir, çok soğuk ya da çok yoğun maddelerde. Maddenin diğer hâllerininde, örneğin quark-gluon plazmalar, mümkün olduğuna inanılır fakat şu an sadece teorik olarak bilinir. Tarihsel olarak, maddenin özelliklerindeki niteleyici farklılıklara dayanarak ayrım yapılır. Katı hâldeki madde bileşen parçaları ile bir arada tutulur ve böylece sabit hacim ve şeklini korur. Sıvı hâldeki madde hacmini korur fakat bulunduğu kabın şeklini alır. Bu parçalar bir arada tutulur ama hareketleri serbesttir. Gaz hâlindeki madde ise hem hacim olarak hem de şekil olarak bulunduğu kaba ayak uydurur.Bu parçalar ne beraber ne de sabit bir yerde tutulur. Maddenin plazma hâli ise, nötr atomlarda dahil, hacim ve şekil olarak tutarsızdır. Serbestçe ilerleyen önemli sayıda iyon ve elektron içerirler. Plazma, evrende maddenin en yaygın şekilde görülen hâlidir.

<span class="mw-page-title-main">Azot</span> simgesi N ve atom numarası 7 olan element

Azot ya da nitrojen, simgesi N olan bir element olup atom numarası 7'dir. Renksiz, kokusuz, tatsız ve inert bir gazdır. Azot, dünya atmosferinin yaklaşık %78'ini oluşturur ve tüm canlı dokularında bulunur. Azot ayrıca, amino asit, amonyak, nitrik asit ve siyanür gibi önemli bileşikler de oluşturur.

<span class="mw-page-title-main">Malzeme bilimi</span> yeni malzemelerin keşfi ve tasarımı ile ilgilenen disiplinlerarası alan; öncelikli olarak katıların fiziksel ve kimyasal özellikleriyle ilgilidir

Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">İyon</span> toplam elektron sayısının toplam proton sayısına eşit olmadığı, atoma net pozitif veya negatif elektrik yükü veren atom veya molekül

İyon ya da yerdeş, bir veya daha çok elektron kazanmış ya da yitirmiş bir atomdan oluşmuş elektrik yüklü parçacıktır. Atomlar kararsız yapılarından kurtulmak ve kararlı hale gelebilmek için elektron alırlar ya da kaybederler. Bunun için de başka bir atomla ya da kökle bağ kurarlar.

<span class="mw-page-title-main">İyonik bağ</span> doğrudur

İyonik bağ, zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetlere dayanan bir kimyasal bağ türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Plazma</span> gaz haldeki maddelerin manyetik kutuplaştırmaya bağlı doğrusal noktalarda oluşan fiziksel ve kimyasal reaksiyonun kontrollü etkileşim süreci

Plazma, gaz hâldeki maddelerin manyetik kutuplaştırmaya bağlı doğrusal noktalarda oluşan fiziksel ve kimyasal tepkimenin kontrollü etkileşim sürecine verilen genel ad. Daha kolay bir tanımla; atomun elektronlardan arınmış hâlidir.

<span class="mw-page-title-main">Herbig-Haro cismi</span>

Herbig-Haro Cisimleri, yeni oluşmuş yıldızlar ile ilişkilendirilmiş, nispeten küçük sayılabilecek bulutsu benzeri oluşumlardır. Genç yıldızlardan dışa akan gazların yakınlarda bulunan gaz bulutları ile yüksek hızla gerçekleşen çarpışmalar ile oluşurlar. Herbig-Haro cisimlerine yıldız oluşumunun sürdüğü bölgelerde sıkça rastlanır.

İnert madde terimi kimyada, kimyasal olarak aktif olmayan maddeleri nitelemek için kullanılır. Örneğin; soy gazlar, yani periyodik tablonun 8A grubunda yer alan elementler, hiçbir madde ile reaksiyon vermediklerinden dolayı inert maddeler olarak nitelendirilirler. İnert olan maddelerin hiçbir reaksiyona girmemelerinin nedeni de, son orbitallerinin tamamiyle elektron ile dolu olması olarak gösterilmektedir. Bu doluluk sonucunda da bu tür maddeler, elektron kaybetmek veya kazanmak istemezler ve bunun sonucunda da yanma, birleşme gibi hiçbir şekilde kimyasal tepkimelere girmezler.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal buhar biriktirme</span>

Kimyasal buhar biriktirme. Von Guerkie, sürtünme ile kıvılcım üreten kükürt topunu, eğlence amaçlı yapması bu prosesin başlangıcı sayılır. Birbirlerine sürterek kıvılcım çıkarmakta ve hidrojensülfat oluşturulmaktaydı. 1798'de Henry, hidrokarbon gazı içerisinde, kıvılcım yaratarak karbon biriktirme yapmayı başardı.

<span class="mw-page-title-main">Ayrışma (jeoloji)</span>

Ayrışma, çözünme veya günlenme, yerkabuğunu oluşturan kayaçların yüzey kısımlarında fiziksel ve kimyasal etkenlerle meydana gelen değişimlerdir. Bu etkenlerin yanında atmosferdeki gazlar, sıcaklık, su, organizmalar da ayrışmada etkilidir.

<span class="mw-page-title-main">İyon yerleştirmesi</span>

İyon yerleştirmesi bir materyal mühendisliği süreci olup, bir materyalin iyonlarının bir elektrik alan içerisinde ivmelendirilip bir katı içerisine gömülmesi işlemidir. Bu süreç bir katının fiziksel, kimyasal veya elektriksel özelliklerini değiştirmek için kullanılır. İyon yerleştirmesi materyal bilim araştırmalarının, yarı iletken cihaz fabrikasyonu ve metal bitirme gibi değişik uygulamalarında kullanılır. İyonlar, hedefin elementel kompozisyonundan sonra, eğer iyonlar hedeften olan kompozisyondan farklıysa, hedefin içerisinde durur ve orada kalırlar. Ayrıca enerjilerini ve momentumlarını hedef objenin elektronlarına ve atomik çekirdeğine aktararak birçok fiziksel ve kimyasal değişikliğe de sebep olabilirler. Bu, art arda olan enerjitik çarpışmalarda hedefin kristal yapı içerisindeki yapısı hasar görebilir veya yok olabilir, bu da yapısal değişikliğe sebep olur. İyonların hedef atomlara yakın kütleleri olduğu için hedef atomlara, elektron ışınlarının yaptığından daha fazla miktarda bir dışa vuruş yaparlar. Eğer iyon enerjisi coulomb bariyerini aşmaya yeterli miktarda yüksekse, o zaman burada küçük miktarda bir nükleer değiştirilme bile olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Kayaç döngüsü</span>

Yer kabuğunu oluşturan üç temel kayaç türü vardır. Bunlar; magmatik kayaçlar, tortul kayaçlar ve başkalaşım kayaçlarıdır. Bu kayaçlar oluştukları günden bugüne kadar geçen zamanda birçok değişikliğe uğramışlardır. Her ne kadar bulundukları yerde hiç hareket etmeden kalsalar da, her biri çok uzun yıllardır süren bir değişikliğin parçasıdır. Kayaçların oluştukları günden bu yana devam eden ve farklı tür kayaçların doğal yollarla birbirine dönüşmesini açıklayan bu olaya "kayaç döngüsü" denir. Kayaç döngüsünü devam ettiren etken, doğal olaylardır. Kayaç döngüsünün geçtiği evreler:

<span class="mw-page-title-main">Roket motoru</span>

Roket motoru, genellikle yüksek sıcaklıktaki gaz olan yüksek hızlı itici bir sıvı jeti oluşturmak için tepkime kütlesi olarak depolanmış roket itici gazlarını kullanır. Roket motorları, Newton'un üçüncü yasasına göre kütleyi geriye doğru fırlatarak itme üreten tepki motorlarıdır. Çoğu roket motoru, gerekli enerjiyi sağlamak için reaktif kimyasalların yanmasını kullanır, ancak soğuk gaz iticileri ve nükleer termal roketler gibi yanmayan biçimleri de mevcuttur. Roket motorları tarafından tahrik edilen araçlara genellikle roket denir. Roket araçları, çoğu yanmalı motorun aksine kendi yükseltgen taşır, bu nedenle roket motorları, uzay aracını ve balistik füzeleri itmek için bir boşlukta kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Hücre tabanlı elmaslar</span>

Elmas tabanlı hücreler, bilimsel deneylerde kullanılan bir cihazdır. Yüksek basınçlarda, çok küçük yapıdaki maddelerin(milimetre altı) sıkıştırılmasını sağlar öyle ki 600 gigapascal'a kadar sıkıştırabilecek basınç uygulayabilir.

<span class="mw-page-title-main">Kütle spektrometrisi</span> Kütle ölçer

Kütle spektrometrisi, İngilizce: Mass spectrometry (MS), kimyasal türleri iyonize edip oluşan iyonları Kütle-yük oranını esas alarak sıralayan bir analitik teknik. Daha basit terimler ile, bir kütle spektrumu bir numunen içindeki kütleleri ölçer. Kütle spektrometrisi birçok farklı alanda kullanılır ve kompleks karışımlara uygulandığı kadar saf numunelere de uygulanır.

Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.

<span class="mw-page-title-main">Matriks-destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyonu</span>

Kütle spektrometrisinde, matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyonu (MALDI), minimum parçalanma ile büyük moleküllerden iyonlar oluşturmak için bir lazer enerjisi emici matris kullanan bir iyonizasyon tekniğidir. Daha geleneksel iyonizasyon yöntemleriyle iyonize edildiğinde kırılgan olma ve parçalanma eğiliminde olan biyomoleküllerin ve büyük organik moleküllerin analizinde uygulanmıştır. Gaz fazında büyük moleküllerin iyonlarını elde etmenin nispeten yumuşak bir yolu olması bakımından elektrosprey iyonizasyonuna (ESI) benzer, ancak MALDI tipik olarak çok daha az sayıda çok-yüklü iyon üretir.

<span class="mw-page-title-main">Emilim (kimya)</span> kimyasal süreç

Kimyada absorpsiyon veya emilim, fiziksel veya kimyasal fenomen veya atomların, moleküllerin veya iyonların bir yığın fazına giriş sürecidir. Bu adsorpsiyondan farklı bir işlemdir, çünkü adsorpsiyonda moleküller yüzey tarafından alınmasına rağmen absorpsiyona (emilim) uğrayan moleküller hacim tarafından alınır.

<span class="mw-page-title-main">RP-1</span>

RP-1, roket yakıtı olarak kullanılan, görünüm olarak jet yakıtına benzeyen ve çok yüksek düzeyde rafine edilmiş bir kerosen türüdür. RP-1, sıvı hidrojenden daha düşük bir özgül dürtü sağlar, ancak daha ucuzdur, oda sıcaklığında saklanabilir ve patlama tehlikesi çok daha düşüktür. RP-1, özgül enerjisi LH 2'den daha düşük olsa da, özkütlesi ondan fazla olduğundan daha yüksek bir enerji yoğunluğu sağlar. RP-1'in ayrıca oda sıcaklığında alternatif bir sıvı yakıt olan hidrazin kadar çok toksik ve kanserojen tehlikesi de yoktur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.