ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Моноизотопные ионы из "Масс спектрометрия в органической химии" Известно, что большинство элементов в природе состоит из смеси нескольких изотопов, т. е. атомов, имеющих одинаковый заряд ядра, но разное число нейтронов в нем и, следовательно, различающихся по массе. Полиизотопность элементов является, в частности, причиной нецелочисленности их атомных масс. [c.29] Поскольку химические свойства изотопов абсолютно одинаковы, относительное содержание изотопов данного элемента в любом из его соединений будет тем же, что и в самом элементе. [c.29] Известно, например, что природный углерод состоит на 98,9% из и на 1,1% из Следовательно, метан должен помимо молекул СН4 содержать молекулы СН4, причем их соотношение должно соответствовать природной распространенности изотопов углерода. [c.30] В приложениях I и П приведены массы и распространенность изотопов наиболее часто встречающихся в органических соединениях элементов и их относительная природная распространенность. [c.30] Из этих данных видно, что наличие в молекулярном ионе атомов азота (см. приложение I) приводит к увеличению интенсивности пика иона (М + 1) на 0,37% по отношению к /м. В то же время кислород, входя в состав молекулы. [c.30] Наконец, присутствие в молекуле атомов брома характеризуется дублетом пиков ионов, различающихся по массе на две единицы и имеющих почти равную интенсивность. Как видно из приложения П, масс-спектры элементоргани-ческих соединений должны быть еще сложнее вследствие полиизотопности большинства элементов. [c.31] Если соединение содержит такие полиизотопные элементы, как, например, атомы хлора, брома, серы или кремния, то уже внешний вид группы пиков в ряде случаев говорит о количестве этих элементов (см. приложение V). [c.31] Относительные интенсивности группы пиков полиизотопных ионов можно рассчитать достаточно просто. [c.31] Сложив массы соответствующих изотопов, легко убедиться, что суммарные массы комбинаций, соответствующих второму и четвертому, а также третьему и пятому членам, попарно равны. Поэтому их интенсивности должны суммироваться. [c.32] Такого рода расчет бывает иногда необходим в тех случаях, когда требуется выяснить возможность наложения пиков других ионов в исследуемой группе полиизотопных пиков и степень такого наложения. [c.32] С другой стороны, чаще приходится встречаться с обратной задачей — грубым определением брутто-формулы соединения на основании относительных интенсивностей изотопных пиков молекулярного иона. Разберем примеры. [c.32] Существует так называемое азотное правило, согласно которому молекулярная масса соединения должна быть четной при отсутствии в соединении атомов азота или же при наличии четного их числа. Наоборот, нечетность молекулярной массы свидетельствует о нечетном числе атомов азота. [c.33] В нашем примере число атомов азота — нечетное. [c.33] Молекула не содержит серы, кремния и галогенов (хлора и брома), поскольку интенсивность пика иона (М + 2) слишком мала (сравните с данными приложения I). [c.33] Следовательно, в состав соединения входят углерод, водород, азот и, возможно, кислород. Из них лишь углерод и азот вносят ощутимый вклад в интенсивность пика иона (М + 1) (обусловленный изотопами С и N), причем больший вклад принадлежит углероду. [c.33] Число атомов водорода находим по разности 137 — (12-7 + 14 + 32) = 137 — 130 = 7. Таким образом, молекула исследуемого соединения должна иметь состав С7Н7МОг. [c.34] Следует предостеречь, что изложенный выше способ расчета брутто-формулы исходя из интенсивностей изотопных ионов весьма приблизителен и, пользуясь им, необходимо учитывать ряд дополнительных факторов. Так, при расчете масс-спектра, полученного с осциллографпческой системой записи, особенно при малых интенсивностях пиков ионов (М + 1) и (М + 2)+, могут быть допущены значительные ошибки при измерении их относительной интенсивности. Кроме того, следует убедиться в отсутствии в соединении других полиизотопных атомов. [c.34] Вернуться к основной статье