химический каталог




Органикум. Том 1

Автор X.Беккер, Г.Домшке, Э.Фангхенель и др.

необходимо для ионизации (потенциал ионизации органических соединений составляет 8—15 эВ), то образующийся молекулярный ион распадается на осколки (фрагменты). Обычно энергию электронного удара выбирают достаточно высокой (50—70 эВ), так что масс-спектр хорошо воспроизводится, и его вид не зависит от приложенной энергии. Для молекулы ABC в масс-спектрометре принципиально возможно протекание следующих реакций:

Ионизация АВС+е9-^ ABC®+ 26® (А.42а)

Фрагментация АБС® —*? А® + -ВС или ВС® + Аили С® + АВ- или АВ® + С- (А.426)

Перегруппировка ABC® —*? АС® + В- (А.42в)

Ион-молекулярная реакция ABC® + ABC -?- АБСА® + ВС • (А. 42г)

В процессе ионизации преимущественно образуются положительные молекулярные и осколочные ионы, а также незаряжен' ные частицы (например, радикалы). Вероятность образования отрицательных ионов в данных условиях в 104 раз меньше*.

Для измерения масс-спектра проба исследуемого вещества (0,1—2 мг) вносится в вакуумированную ионизационную камеру масс-спектрометра (рис. 97) и ионизируется электронным пучком. При помощи соответствующим образом направленных электрических полей положительно заряженные частицы ускоряются, формируются в пучок, проходя через узкую входную щель, и попадают в постоянное магнитное поле, ориентированное перпендикулярно направлению электрического поля. (Незаряженные частицы удаляются из ионизационной камеры с помощью вакуумного насоса.)

Магнитное

Входная щель

Выходная щель

J Приемник

Электроды Нагреватель Усилитель

В магнитном поле ионы распределяются по круговым орбитам, радиус которых г зависит от заряда иона е, его массы т,

I

Регистрация сигнала

Рис. 97. Схема принципа действия масс-спектрометра.

напряженности магнитного поля В и скорости прохождения

иона через щель v—y2eU/m (U — напряжение ускоряющего

поля)

,/ 2mU ,,

'-УТят <А-43>

При постоянных внешних условиях ускоряющиеся ионы в зависимости от отношения массы к заряду описывают кривые различного радиуса, на чем и основывается принцип разделения в масс-спектрометре.

Если меняется (сканируется) напряженность ускоряющего электрического поля при постоянном магнитном поле или если меняется напряженность магнитного поля при постоянном ускоряющем электрическом поле, радусы «ионных» кривых изме160

Введение в лабораторную практику

3. Определение физических свойств

161

няются согласно уравнению (А.43). Ионы с различными массовыми числами (отношение т/е практически численно равно т, так как преимущественно образуются частицы с единичным зарядом) появляются через выходную щель друг за другом и отдают свой заряд в приемнике (масс-спектрометра). Ионный ток в приемнике как функция ускоряющего напряжения и дает масс-спектр; при этом величина напряжения определяет массовое число иона, а величина ионного тока — количество различных ионов (рис. 98, а).

Рис. 98. Масс-спектры, а — участок регистрируемого спектра; б— обычное представление спектра монометилового эфира этиленгликоля.

Масс-спектр может быть также зарегистрирован без сканирования магнитного или электрического полей. В таком случае разделенные пучки ионов направляются на фотопленку (в масс-спектрографе), и мерой интенсивности служит степень почернения пленки.

Масс-спектр обычно регистрируется и выдается в виде графика или в виде таблицы; при этом интенсивность отдельных' ликов указывается в процентах к наиболее интенсивному пику (базисных пик) (рис. 98, б).

Молекулярный пик (parent peak) представляет собой пик с наибольшим массовым числом, так как бимолекулярные реакции, которые могут приводить к увеличению молекулы [согласно уравнению (А.42г)], в условиях высокого разрежения в масс-спектрометре происходят очень редко. Молекулярный пик соответствует массе молекулярного иона и указывает точную молекулярную массу исследуемого вещества. (С помощью высокоразрешающих масс-спектрометров возможно определение молекулярной массы с точностью до четырех значащих цифр после запятой, что позволяет определять брутто-формулу исследуемых соединений.) Для отличия молекулярных пиков от пиков фрагментов, кроме того, служит факт, что органические соединения, содержащие элементы С, Н, N, О, S и галогены, всегда имеют четное массовое число (исключение составляют вещества с нечетным числом атомов азота в молекуле). Объясните эту закономерность!

Интенсивный пик содержится в спектре только в том случае, если в результате электронного эффекта молекулярный ион стабилизирован. Так, в спектре ароматических соединений наблюдают большой молекулярный пик, в то время как в спектрах соединений алифатического ряда интенсивность этого пика часто очень мала. Для алифатических углеводородов интенсивность молекулярного пика уменьшается от первичных к вторичным и далее третичным углеводородам; такой последовательности благоприятствуют реакции фрагментации (см. ниже). В соответствии с увеличением стабильности молекулярные ионы можно приблизительно расположить в следующий ряд: спирты < кислоты < амины < сложные эфиры < простые эфиры < углеводороды

страница 54
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178

Скачать книгу "Органикум. Том 1" (9.50Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.02.2017)