Масс-спектрометрия
Введено| English | Значение |
|---|---|
| mass spectrometry/mæs spekˈtrɒmətri/ | масс-спектрометрия |
| mass-to-charge ratio/mæs tə tʃɑːdʒ ˈreɪʃɪəʊ/ | отношение массы к заряду |
| abundance/əˈbʌndəns/ | обильность |
| molecular ion/məˈlekjʊlə ˈaɪɒn/ | молекулярный ион |
| fragmentation/ˌfræɡmənˈteɪʃn/ | фрагментация |
Взвешивание одной молекулы
- В масс-спектрометрии молекула ионизируется и разделяется по отношению массы к заряду ($m/e$).
- Спектр представляет собой набор пиков.
- Из него мы получаем относительные массы и структурные подсказки.
Маршрут масс-спектрометрии
Проследите за молекулой на этапах ионизации, разделения и детектирования.
В масс-спектрометрии пик с наибольшим m/z (молекулярный ион) дает относительную молекулярную ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Пик M⁺ равен значению Mr.
Относительная атомная масса из изотопов
- Изотопы элемента дают несколько пиков. Исходя из их распространённости, относительная атомная масса представляет собой взвешенное среднее:
- Хлор (75% $^{35}\text{Cl}$, 25% $^{37}\text{Cl}$): $A_r = \dfrac{35 \times 75 + 37 \times 25}{100} = 35.5$.
Масс-спектр: молекулярный ион даёт Mr, фрагменты показывают, что было потеряно
Хлор составляет 75% ³⁵Cl и 25% ³⁷Cl. Какова его относительная атомная масса? (используйте формулу (35×75 + 37×25)/100)
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Ar = (35×75 + 37×25)/100 = (2625 + 925)/100 = 35,5.
Молекулярный ион и фрагментация
- Наибольший $m/e$ пик — это молекулярный ион ($M^{+}$) — он определяет относительную молекулярную массу.
- Молекула также распадается на части (фрагментация). Разрыв между пиками = потерянная масса: потеря 15 = группа $\text{CH}_3$; потеря 29 = $\text{CHO}$ или $\text{C}_2\text{H}_5$.
Современный масс-спектрометр в лаборатории; образец загружается спереди, а прибор сортирует ионы по массе и заряду
Пик молекулярного иона (самый высокий m/e) дает:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Самый высокий пик m/e (M⁺) соответствует всей молекуле, поэтому он дает значение Mr.
Разница в 15 единиц между двумя пиками означает, что молекула потеряла:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Потеря 15 массовых единиц соответствует фрагменту CH₃; потеря 29 единиц — CHO или C₂H₅.
Пики [M+1] и [M+2]
- Небольшой пик [M+1] (от $^{13}\text{C}$) указывает на количество атомов углерода.
- Пик [M+2] (на две единицы выше) указывает на галоген: хлор дает соотношение 3:1, бром — 1:1.
Пик [M+2], примерно равный по высоте с M⁺ (соотношение 1:1), указывает на то, что молекула содержит:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Один атом брома дает отношение 1:1 [M+2]:M⁺; один атом хлора дает примерно 3:1.
Вы поняли
- масс-спектрометрия разделяет ионы по $m/e$; $A_r = \dfrac{\sum(\text{mass} \times \text{abundance})}{\sum \text{abundance}}$ (Cl = 35.5)
- молекулярный ион ($M^{+}$, наибольший $m/e$) = $M_r$; разрывы при фрагментации указывают на утраченные части (потеря 15 = $\text{CH}_3$)
- [M+1] ($^{13}\text{C}$) → количество атомов углерода; [M+2] → галоген (Cl 3:1, Br 1:1)