ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение молекулярной массы и молекулярной формулы из "Органическая химия Том1" Для определения молекулярной массы соединения необходимо в его масс-спектре выявить пик молекулярного иона. Значение m/z молекулярного иона соответствует массе молекулярного иона и, следовательно, молекулярной массе исследуемого органического соединения. Так, в масс-спектре бензола (см. рис. 12.38) наиболее интенсивный пик m/z 78 соответствует молекулярному иону М . [c.564] При низкой энергии электронов (-10 эВ) молекулярному иону обычно соответствует наиболее интенсивный пик в масс-спектре. При энергии электронов 70 эВ интенсивность пика молекулярного иона определяется стабильностью молекулярного иона. Как правило, она падает вследствие последующего распада молекулярного иона. Поэтому наиболее интенсивный пик в спектре - необязательно пик молекулярного иона. Если при фрагментации молекулярного иона образуется более устойчивый карбкатион, стабилизированный электронными эффектами, то молекулярный пик имеет низкую интенсивность, а иногда может вообще отсутствовать в масс-спектре. В полном соответствии с теорией строения органических соединений наиболее стабильными являются молекулярные ионы ароматических соединений, а наименее стабильными - молекулярные ионы аминов, карбоновых кислот и спиртов. Для выявления молекулярного пика в случае малой его интенсивности необходимо иметь в виду, что соединения, содержащие элементы С, И, О, S, галогены, имеют четное массовое число. В этом случае действует азотное правило. [c.564] Если в молекуле содержится нечетное число атомов азота, то массовое число молекулярного иона является нечетным. Если в молекуле содержится четное число атомов азота, то массовое чис.ао молекулярного иона оказывается четным. [c.564] В масс-спектре бензола (рис, 12.38) наблюдается пик малой интенсивности с массовым числом (М+1) , на единицу большим массового числа молекулярного иона. Это объясняется присутствием изотопов и Н. [c.564] Как известно, большинство элементов неоднородно по изотопному составу. Об этом свидетельствуют и данные табл. 12.8. [c.564] Изотопная разновидность бензола, которая вместо одного атома содержит атом Н, также имеет молекулярную массу 79. Но таких молекул очень мало. На 100 молекул бензола с массой 78 приходится -0,1 (0,016-6) молекул бензола с одним атомом Н. [c.565] Таким образом, соотношение изотопных разновидностей бензола 1 2 3 = 100 6,48 0,1. [c.565] Следовательно, в масс-спектре бензола (см. рис. 12.38) помимо пика молекулярного иона М (m/z 78) будет наблюдаться пик (М + 1) miz 79) с интенсивностью 6,58% (6,48 + 0,1) от интенсивности пика молекулярного иона. Естественно, что не только пик молекулярного иона, но и все пики в масс-спектре бензола сопровождаются малоинтенсивным пиком с массовым числом на единицу большим. В масс-спектре бензола наблюдается и пик (М + 2)0, но интенсивность его мала (0,18 %). [c.565] Молекулярная масса СН Вг равна 12 + 3 -I- 80 = 95, однако в масс-спектре бромметана нет пика m/z 95 (рис. 12.39), а вместо него наблюдаются два пика с m/z 94 и 96. Это объясняется тем, что бромметан существует в виде изотопных модификаций 1 (с изотопом Вг) и 2 (с изотопом Вг). [c.565] Атомная масса брома, равная 80 и используемая в стехиометрических расчетах, является средним значением массы атома брома, найденным с учетом распространенности изотопов брома в природе. Поскольку масс-спектрометр регистрирует реально существующие ионы, содержащие тот или иной изотоп, то обнаружить в масс-спектре пики, соответствующие ионам с усредненной массой изотопов, невозможно. [c.566] так же как и бром, существует в виде двух стабильных изотопов С1 и С1, отличающихся двумя единицами массы. В масс-спектре соединения с одним атомом хлора помимо пика молекулярного иона М , содержащего только атом С1, появляется пик иона (М + 2) , содержащего С1. Поскольку соотношение изотопов С1 С1 равно 100 32,5 (табл. 12.8), то интенсивность пика (М + 2) составляет примерно одну треть интенсивности молекулярного пика (рис. 12.40). [c.566] Молекулярную формулу соединения можно также определить по масс-спектрам высокого разрешения (позволяющим определить m/z с точностью до четырех знаков после запятой). Так, оксид углерода СО и этилен jH имеют одинаковое массовое число 28, но точное значение молекулярной массы, которое можно определить по масс-спектрам высокого разрешения, равно для оксида углерода 27,9949, а для этилена - 28,0312. [c.567] Вследствие столь высокой точности определения массовых чисел масс-спектрометрия высокого разрешения в настоящее время часто заменяет классические методы (и в первую очередь метод сжигания) определения элементного состава органических соединений. [c.567] Структуру органического соединения можно определить по результатам анализа осколочных и перегруппировочных ионов, образующихся при распаде молекулярного иона. [c.567] Вернуться к основной статье