يعد التحليل الطيفي بالأشعة السينية تقنية تحليلية قوية تستخدم لدراسة التركيب الأولي والتركيب الكيميائي للمواد. يتيح فصل وتحديد العناصر المختلفة في العينة بناءً على خصائصها المميزة لأطياف انبعاث الأشعة السينية أو أطياف الامتصاص. هناك العديد من الطرق والأدوات المستخدمة في التحليل الطيفي بالأشعة السينية لتحقيق هذا الفصل.
فصل المواد بواسطة التحليل الطيفي بالأشعة السينية
إحدى الطرق الشائعة هي مطيافية الأشعة السينية (XRF) ، والتي تتضمن تشعيع العينة بأشعة سينية عالية الطاقة. عندما تتفاعل الأشعة السينية مع الذرات في العينة ، فإن إلكترونات الغلاف الداخلي تكون متحمسة ومن ثم تنبعث منها أشعة سينية ذات طاقات معينة مميزة للعناصر الموجودة. من خلال تحليل طاقات وشدة هذه الأشعة السينية المنبعثة ، يمكن تحديد التركيب الأولي للمادة. تستخدم هذه التقنية على نطاق واسع لتحليل العناصر السائبة للعينات الصلبة والسائلة والمساحيق.
طريقة أخرى هي التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية (XAS) ، والتي تقيس امتصاص الأشعة السينية بواسطة عينة عند طاقات معينة. أثناء مرور الأشعة السينية عبر العينة ، يتم امتصاصها بواسطة إلكترونات الغلاف الداخلي لعناصر معينة. يوفر طيف الامتصاص معلومات حول حالة الأكسدة وبيئة التنسيق والترابط الكيميائي لعناصر الامتصاص. يمكن إجراء XAS في أوضاع مختلفة، مثل امتصاص الأشعة السينية هيكل قريب من الحافة (XANES) والهيكل الدقيق الممتد لامتصاص الأشعة السينية (EXAFS) ، مما يوفر رؤى مفصلة حول التركيب الذري المحلي للمادة.
حيود الأشعة السينية (XRD) هو تقنية أخرى تستخدم لفصل المواد. يعتمد على تشتت الأشعة السينية بواسطة الشبكة البلورية للعينة. عندما تتفاعل الأشعة السينية مع البلورة ، فإنها تخضع لتداخل بناء ومدمّر ، مما يؤدي إلى نمط حيود. من خلال تحليل زوايا وشدة الأشعة السينية المنعرجة ، يمكن تحديد التركيب البلوري وتكوين الطور للمادة. يعتبر XRD مفيدًا بشكل خاص في دراسة المواد البلورية مثل المعادن والسيراميك.
باختصار يشمل التحليل الطيفي للأشعة السينية طرقًا مختلفة لفصل المواد وتحليلها بناءً على أنماط انبعاث الأشعة السينية أو الامتصاص أو الحيود. توفر هذه التقنيات معلومات قيمة حول التركيب الأساسي والتركيب الكيميائي والخصائص البلورية للمواد المتنوعة ، مما يساهم في التقدم في مجالات مثل علوم المواد والجيولوجيا والكيمياء والكيمياء الحيوية.
