资源简介

(共14张PPT)
重点：质谱法分析样品的过程
基本方程
离子的主要类型
质谱法的特点
难点：离子的主要类型
质谱法基本原理
质谱法（mass spectrum ，MS）是采用一定手段使被测样品分子产生各种离子，通过对离子质量和强度的测定来进行分析的一种方法。
化合物分子经电子流轰击后，形成具有正电荷的离子，这些正电荷离子在电场和磁场的作用下，按质荷比大小顺序排列成的图谱叫质谱。
质谱法基本原理
　　　　　撞　击　　　　　　　得到
高速电子　 　 　气态分子　　　阳离子　　　
顺序谱图　　　　 质量分析器
定性结构 定量分析
导入
按质荷比m/e
峰强度
　峰位置
一、质谱法的基本过程
质谱法基本原理
二、基本方程
m/z －质荷比
R－离子在磁场内运动半径
H－磁场强度 （磁场扫描）
U－加速电压 （电压扫描）
质谱法基本原理
三、离子的主要类型
1.分子离子
样品分子失去一个电子而形成的离子称为分子离子。所产生的峰称为分子离子峰或称母峰，一般用符号M+·表示。其中“+”代表正离子，“· ”代表不成对电子。
M + e- → M+· + 2e-
分子离子峰的m/z就是该分子的分子量。
质谱法基本原理
分子离子峰的特点：
一般出现在质荷比最高的位置，但有例外。分子离子峰的稳定性取决于分子结构。
分子离子峰的相对强度取决于M+·相对于裂解产物的稳定性：芳香环＞共轭烯＞烯＞环状化合物＞羰基化合物＞醚＞酯＞胺＞酸＞醇＞高度分支的烃类
质谱法基本原理
2.碎片离子
电离后有过剩内能的分子离子能以多种方式裂解成碎片离子，碎片离子子还可能进一步裂解成更小的碎片离子，在裂解的同时也可能发生重排。
质谱法基本原理
3.亚 稳 离 子（m*）
在离子源中形成的碎片离子没有进一步裂解，而是在飞行进入检测器的过程中发生自行的裂解，这样所形成的低质量的离子叫亚稳离子。
形成过程
亚稳离子峰的特点是：
①强度很弱，仅为m1峰的1%-3%。
②峰形很钝，一般可跨2-5个质量单位。
③亚稳离子的质荷比一般都不是整数。
表观质量
质谱法基本原理
由亚稳离子峰可以确定母子关系，推测某些离子间的裂解规律。例如，对氨基回香醚
证明裂解过程为
m/z 80 离子是由分子离子经过两步裂解产生的，而不是一步形成的
质谱法基本原理
同位素离子峰强度的比值与其原子个数存在关系。
大多数元素都是由具有一定自然丰度的同位素组成。化合物的质谱中就会有不同同位素形成的离子峰，由于同位素的存在，可以看到比分子离子峰大一个质量单位的峰M+1；有时还可以观察到M+2，M+3。通常把由同位素形成的离子峰叫同位素峰。
4.同位素离子
质谱法基本原理
(a+b)n式中： a - 某元素轻同位素的丰度；
b - 某元素重同位素的丰度；
n - 同位素个数。
同位素离子的强度之比，可以用二项式展开式各项之比来表示：
质谱法基本原理
例如：化合物RCl2中含有两个氯，其分子离子的三种同位素离子强度之比，由上式计算得：
(a+b)n=(3+1)2=9+6+1　　　　　　　 　　
即三种同位素离子强度之比为9:6:1。
这样，如果知道了同位素的元素个数，可以推测各同位素离子峰强度之比。
同样，如果知道了各同位素离子强度之比，可以估计出分子中是否含有S、Cl、Br原子以及含有的个数。
质谱法基本原理
四、质谱法的特点与主要用途
特点：
1．样品用量少。灵敏度高，精密度好。
2．分析速度快。
3．分析范围广，适合联机。
4．能够同时给出样品的精确分子质量和结构信息
质谱法基本原理
质谱法的主要用途有：
1.测定相对分子质量；
2.鉴定化合物的分子式；
3.推测未知物结构；
4.测定分子中Cl、Br等原子；
5.与色谱联机后用于多组分的定性与定量。
质谱法基本原理

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