بخشی از مقاله
چکیده
معادن فیروزهی نیشابور، باغوی دامغان و چاه فیروزهی کرمان، از مهمترین معادن فیروزهی ایران میباشند. جهت انجام مطالعات کانیشناسی، آنالیزهایRaman روی فیروزههای سه منطقهی مذکور انجام شد. نتایج این آنالیزها، گروههای عاملی موجود در ساختار فیروزه که مهمترین عوامل ایجاد پیکهای جذبی است را در محدودههای عدد موجی مربوط به این گروهها نشان میدهد.
گروههای عاملی شناسایی شده در ساختار فیروزه، عبارتند از.OH, H2O , - PO4 - -3, Cu - OH - 2, Al - OH - 3, Fe - OH - 3 طیفهای Raman فیروزههای نیشابور پیکهای مربوط به گروههای عاملی را در مقایسه با دو منطقهی دیگر به طور واضحتر نشان میدهد. طیف رامان نشان میدهد که فیروزهی نیشابور، از کیفیت بالاتری نسبت به فیروزههای باغو و چاه فیروزه برخوردار است. از آنالیز رامان میتوان به عنوان یک روش مناسب، برای تشخیص انواع فیروزه استفاده کرد.
-1مقدمه
طیفسنجی رامان،عموماً توسط متخصصین طیفسنجی و شیمیدانان معدنی مورد استفاده قرار گرفته است، ولی امروزه این تکنیک به طور فزایندهای در گوهرشناسی مورد استفاده قرار میگیرد. اطلاعات حاصله از طیف رامان، مکمل اطلاعات اخذ شده از طیف FT-IR است و در هر دو مورد، طیفهای ارتعاشی مشاهده میگردند. اغلب اوقات، ضعیفترین خطوط طیفی در طیف FT-IR، قویترین خطوط در طیف رامان را تشکیل میدهند.
طیف سنجی رامان، با انتقالات ارتعاشی و چرخشی مرتبط است و بدین لحاظ به طیف سنجی FT-IR شباهت دارد. چون قواعد انتخابی متفاوتند، لذا اطلاعات به دست آمده از طیف رامان مکمل اطلاعات حاصل از FT-IR است که میتواند در تعیین ساختمان یک ماده بسیار ارزشمند واقع گردد - موثق، . - 1374 طیفسنجی رامان، ثابت کرده که یک روش مفید برای مطالعه ساختار مواد معدنی است . - Frost and Reddy, 2005 -
-2 روش انجام کار
برای شناسایی دقیقتر کانیشناسی، فیروزههای نیشابور، باغوی دامغان و چاه فیروزه کرمان از آنالیز رامان استفاده شده است. آنالیز رامان، در دانشگاه تربیت مدرس تهران انجام شد. طیفسنجی رامان، روش متداول در مطالعهی ارتعاشات مولکولی است . طیف رامان اطلاعاتی را در مورد فرکانسهای ارتعاش معمولی و ارتعاش مختلف و سطوح ارتعاشات مولکولی را آشکار میکند. بنابراین طیفسنجی رامان اغلب برای شناسایی گروههای اصلی در مولکولها مورد استفاده قرار میگیرد. فرکانس ارتعاشی از یک گروه اصلی در مواد مختلف اثر یکسان دارد.
طیفسنجی رامان، مطالعهی نوعی از برهمکنش بین نور و ماده است که در آن نور دچار پراکندگی میشود. غالبا" فوتونهایی که با مولکولها برهمکنش میکنند، بهطور الاستیک پراکنده میشوند .به این پراکندگی، پراکندگی ریلی گفته میشود و فوتونهای پراکنده شده همان طول موج نور فرودی را دارند. انرژی از دست داده شده ارتباط مستقیمی با گروه عاملی، ساختار مولکولی متصل به آن، نوع اتمهای مولکول و محیط آن دارد. طیفهای رامان هر مولکول منحصر به فرد است. از این رو میتوان از آن مانند اثر انگشت در تشخیص ترکیبات مولکولی روی یک سطح، درون یک مایع یا در هوا استفاده کرد.
-3بحث
طیف رامان نشان دهندهی یک باند وسیع در محدوده 3000 تا 3800 cm-1 است که به ارتعاشات خمشی مولکول آب نسبت داده شده است. یک باند ماکزیمم وسیع در منطقه 3240 cm-1 وجود دارد که به حالت کششی OH نسبت داده شده که شامل شبکهای از باندهای هیدروژن است. Al - OH - 3 نشان دهنده چهار باند رامان قوی در محدودههای 3520،3431، 3361 و 3615 cm-1 است که به ارتعاشات کششی OH نسبت داده شده است .
Black et al., 2006 - طیفرامان همچنین نشان دهندهی سه باند ضعیف دیگر در عدد موجی کمتر، منطقه بین 200 تا 1200 cm-1 از OH است که شامل تغییر شکل Al - OH - 3 و ارتعاش ثابت شبکه Al - OH - 3 می-باشد. ارتعاش کششی گروه فسفات در 1042 و 1066 cm-1 در خطی با دو واحد فسفات مستقل در ساختار فیروزه هماهنگ است. سه باند مشاهده شده در محدودههای 1106 ،1161 و 1184 cm-1 به ارتعاشات کششی غیرمتقارن فسفات نسبت داده شده است .
- Frost and Reddy, 2006 - گروه عاملی آنالیز در ساختاری از فیروزه یک واحد فسفات، دو واحد آب و چهار واحد OH را پیشبینی میکند و این ممکن است در ساختار فیروزه مشاهده شود. بنابراین در ساختار فیروزه، دو مجموعه مجزا از آب و ارتعاشات فسفات وجود دارد. ارتعاشات شبکهای نشان دهندهی این است که فیروزه از 36 ارتعاش فسفات داخلی و 12 ارتعاش آب داخلی که مجموعاً" از 162 ارتعاش بلوری ساخته شده است.
در طیفسنجی رامان باندی در محدوده 900 تا 1200cm-1 از فیروزه با فرمول زیر CuAl6 - PO4 - 4 - OH - 8.4H2O و کالکوسیدریت با فرمول CuFe6 - PO4 - 4 - OH - 8.4H2O به زیر واحدهای موجود در ساختار فیروزه و کالکوسیدریت یعنی واحد فسفات، واحد آب و واحدهای هیدروکسیل بستگی دارد. گروههای عاملیFe, Al, Cu Al - OH - 3, Cu - OH - 2, Fe - OH - 3, - PO4 - -3, H2O, OH, شناسایی شده در ساختار فیروزههای نیشابور، باغوی دامغان و چاه فیروزه کرمان در جدول 1 قابل مشاهده است.
