在今年的AP化学大考中,北美卷子考到了光电子能谱图和质谱图,这几个考点都是近几年比较火热的知识点,同学们都复习好了吗?本期我们想来给大家讲讲AP化学质谱图考点都有哪些?
质谱图解析是质谱工作者必备的技能,在质谱图中,横坐标表示离子的质荷比(m/z)值,从左到右质荷比的值增大,纵坐标表示离子流的强度,通常用相对强度来表示,即把最强的离子强度定为,其它离子的强度以其百分数表示:
在质谱图中有以下常见参数:
分子离子
指样品分子失去一个电子而形成的单电荷离子,它代表样品的分子量。
准分子离子
指与分子存在简单关系的离子,通过它也可以确定分子量。液质中最常见的准分子离子峰是[M+H]+,[M-H] – ,[M+Na]+等。
碎片离子
分子离子或准分子离子裂解生成碎片离子,碎片离子还可能进一步裂解成质量更小的碎片离子,碎片离子是解析质谱图,推断分子结构的重要信息。
中性丢失
母离子碎裂成质量更小的碎片离子时,丢失不带电荷部分的碎片。
分子量的确定
分子离子的质荷比就是化合物的分子量。因此,在解析质谱时首先要确定分子离子峰,通常判断分子离子峰的方法如下:
1.分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰,它应处在质谱的最右端。
2.分子离子峰应具有合理的质量丢失。也即在比分子离子小4~14及20~25个质量单位处,不应有离子峰出现。否则,所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰。因为一个有机化合物分子不可能失去4~14个氢而不断链。如果断链,失去的最小碎片应为CH3,它的质量是15个质量单位。同样,也不可能失去20~25个质量单位。
3.分子离子应为奇电子离子,它的质量数应符合氮规则。所谓氮规则是指在有机化合物分子中含有奇数个氮时,其分子量应为奇数。含有偶数个(包括0个)氮时,其分子量应为偶数。这是因为组成有机化合物的元素中,具有奇数价的原子具有奇数质量,具有偶数价的原子具有偶数质量,因此,形成分子之后,分子量一定是偶数。而氮则例外,氮有奇数价而具有偶数质量,因此,分子中含有奇数个氮,其分子量是奇数,含有偶数个氮,其分子量一定是偶数。
如果某离子峰完全符合上述三项判断原则,那么这个离子峰可能是分子离子峰;如果三项原则中有一项不符合,这个离子峰就肯定不是分子离子峰。应该特别注意的是,有些化合物容易出现M-1峰或M+1峰,另外,在分子离子很弱时,容易和噪声峰相混,所以,在判断分子离子峰时要综合考虑样品来源、性质等其他因素。
如果判断没有分子离子峰或分子离子峰不能确定,则需要采取软电离方式,如化学电离源、场解吸源及电喷雾电离源等。要根据样品特点选用合适的离子源。软电离方式得到的往往是准分子离子,然后由准分子离子推断出真正的分子量。
分子式的确定
利用一般的El质谱很难确定分子式。在早期,曾经有人利用分子离子峰的同位素峰来确定分子组成式。有机化合物分子都是由C、H、O、N等元素组成的,这些元素大多具有同位素,由于同位素的贡献,质谱中除了有质量为M的分子离子峰外,还有质量为M+1、M+2的同位素峰。
由于不同分子的元素组成不同,不同化合物的同位素丰度也不同,贝农(Beynon)将各种化合物(包括C、H、O、N的各种组合)的M、M+1、M+2的强度值编成质量与丰度表,如果知道了化合物的分子量和M、M+1、M+2的强度比,即可查表确定分子式。
分子结构的确定
从前面的叙述可以知道,化合物分子电离生成的离子质量与强度,与该化合物分子的本身结构有密切关系。也就是说,化合物的质谱带有很强的结构信息,通过对化合物质谱的解析,可以得到化合物的结构。
以上就是给大家带来的部分有关AP化学质谱仪的方法啦,同学们要记得这部分虽然没有图,但是仍然能以文字的形式回答出来,同学们还是需要多努力呀,多多关注那些细小的知识点,这样才能在考试中做到心中有数,如果您觉得自己离理想分尚远,那就赶紧点击这里参加唯寻的AP暑期先修班吧!
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