Ионизация полем

В масс-спектрометрах для бомбардировки образца обычно используются электроны с энергией 70 эВ, хотя напряжение можно варьировать в широких пределах. В спектрометрах с ионизацией полем [8], чтобы добиться эффекта ионизации, используют электрическое поле напряженностью 10 —10 В/см. В этом методе молекула получает значительно меньшее количество энергии, и ионизационный процесс называется мягким . Электрон при этом удаляется за счет квантовомеханического туннельного эффекта. В последующих разделах обсуждаются некоторые достоинства различных ионизационных методов. [c.316]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАСС МЕТОД ИОНИЗАЦИИ ПОЛЕМ [c.325]

Многие молекулы либо не обладают достаточной летучестью, либо недостаточно устойчивы по отношению к электронной бомбардировке, чтобы можно было определить молекулярную массу с помощью масс-спектрометрии, если только не применять метод ионизации полем. Если молекулярные ионы нельзя зарегистрировать при температуре испарения вещества и бомбардировке электронами с энергией 70 эВ, то они обычно не наблюдаются и при более низкой энергии электронов. Хотя снижение энергии электронов приводит к у-величению интенсивности пика молекулярного иона по сравнению с пиками фрагментов, абсолютная интенсивность пика молекулярного иона снижается. В методе ионизации полем в зазоре между двумя металлическими электродами создается электрическое поле напряженностью 510 В/см. Как только газообразная молекула попадает в такое поле, она ионизуется. Этот процесс носит название ионизации полем. На силу тока образующихся [c.325]

Кроме исследования менее летучих веществ, другим преимуществом методов ионизации полем ( мягких ионизационных методов) является то, что они позволяют наблюдать пик молекулярного иона высокой интенсивности для многих веществ, для которых этот пик трудно или невозможно зарегистрировать при использовании методов с электронной [c.326]

Рис. 16.5. л —формула О-рибозы Б — масс-спектр при электронной бомбардировке В- масс-спектр при ионизации полем. [c.326]

Образовавшиеся ионы ускоряются при прохождении через отрицательно заряженные щелевые диафрагмы 6 по направлению к масс-анализатору. Неионизированные молекулы, как и незаряженные осколки, при помощи диффузионного насоса 8 выводятся из масс-спектрометра. Наряду с ионизацией электронным ударом иногда используют также другие методы получения ионов. При осуществлении фотоионизации необходимая энергия поставляется ультрафиолетовым излучением. Для этого требуется излучение с длиной волны 150—80 нм (вакуумная ультрафиолетовая область), соответствующее ионизационному потенциалу 8—15 эВ. При ионизации полем используют сильное электрическое поле, способное оторвать электроны от молекул вещества пробы. В обоих методах ионизации происходит мягкая ионизация, так как подводимая энергия лишь немного превышает потенциал ионизации и, таким образом, едва разрывает связи в молекулярном ионе . Поэтому спектры, получаемые при фотоионизации и ионизации по- [c.286]

Захват электронов Ионизация полем [c.754]

Рис. 10.4-1. ПИМ Ионизация полем атомов гелия на острие тонкой металлической иглы, находящейся при высоком положительном потенциале. Атомы гелия (давление 10 мбар) диффундируют к поверхности, поляризуются и ионизируются возле выступающих атомов [10-4].

Другим преимуществом принципа ионизации полем является тот факт, что выход ионизации равен единице для всех элементов независимо от состава матрицы. Таким образом, процедура количественного анализа просто состоит из определения числа различных ионов одного элемента и отнесения этого числа к общему количеству ионов (всех элементов) [c.368]

При ионизации полем образуются ионы [М]" , а иногда и ионы [М + Н]". Степень фрагментации ионов [М]" и [М -к Н]" обычно ниже, чем при ЭУ, поскольку в процессе туннелирования электрона молекулярный ион не переходит в высоковозбужденное состояние и не содержит достаточно энергии для интенсивной фрагментации. Изменение характера масс-спектра при переходе от ЭУ к полевой ионизации показано на примере лейцина (рис. 2.5,а и рис. 2.8,а). [c.29]

В масс-спектрометрах, соединенных с газовыми хроматографами, могут быть применены ионизация ЭУ, ХИ и ионизация полем. Фракции веществ, поступающие из хроматографа в ионный источник, подвергаются ионизации. При этом чем больше молекул вещества оказывается в ионном источнике, тем больше ионный ток. [c.44]

Масс-спектры, полученные с источником ЛД, имеют значительно меньший фон, чем в случае ББА, и содержат молекулярные, кластерные и протонированные ионы. ЛД может проводиться и с матрицы, содержащей анализируемое вещество. При этом может идти дополнительная химическая ионизация исследуемых молекул, полученных в результате испарения, за счет взаимодействия их с примесями, имеющимися в матрице и перешедшими в газовую фазу в виде ионов под действием лазерного луча, например с к" [25]. Усиленная матрицей лазерная ионизация полу- [c.851]

Однако стабильность в приложенном поле является только одним фактором. Ионное изображение дает возможность определить скорость ионизации полем газа, создающего изображение. Чтобы стать видимым, адсорбированный атом должен влиять на скорость ионизации путем изменения либо локального поля, либо формы барьера, через который электрон туннелирует. [c.238]

Можно наблюдать изменения ионного изображения поверхности вольфрама при экспонировании ее в Ог или СО (см. рис. 68), Кислород существенно изменяется в процессе наблюдения, поэтому изображение следует получать в сильно ослабленных полях. Этому значительно способствует ранняя ионизация полем на выступах, которыми служат адсорбированные атомы однако и в этом случае большая часть адсорбированного слоя, по-видимому, теряется. [c.241]

Ионизирующая энергия. Источники с ионизацией полем и фотоионизацией обычно работают при одной ионизирующей энергии, в последнем случае обычно на линии гелия, 21,21 эВ. В источнике с электронным ударом энергия электронного пучка может плавно изменяться. Электроны, эмиттируемые с раскаленной нити катода, ускоряются потенциалом V вольт масс-спектрометры, обычно используемые в органической химии, работают в интервале напряжений У от 5 до 100 В. Стандартные масс-спектры принято записывать при 70 эВ, поскольку при [c.87]

При ионизации нолем ионы регистрируются очень быстро после их образования, и поэтому можно предполагать, что для осуществления заметной перегруппировки имеется слишком мало времени. Ожидалось, что при сравнении масс-спектров, полученных при ионизации полем и электронным ударом, перегруппировочные процессы будут наблюдаться только в последнем случае. Однако имеются данные, свидетельствующие о том, что перегруппировки, иногда значительные, происходят и при ионизации нолем (см. разд. 5.10). [c.157]

При ионизации полем и фотоионизации, поскольку они обычно содержат интенсивные пики молекулярных ионов и небольшое число фрагментных ионов. Другая возможность состоит в использовании низковольтных спектров при ионизации электронным ударом при снижении иони- [c.212]

В этом разделе целесообразно сопоставить ранее упоминавшиеся в данной книге разрозненные сведения о применении в масс-спектрометрии метода ионизации полем. [c.227]

При ионизации полем обычно наблюдается низкая степень фрагментации по сравнению с ионизацией электронным ударом. Считают, что образующийся при туннелировании молекулярный ион не переходит в высоковозбужденное состояние и поэтому обладает недостаточным избытком энергии для значительной фрагментации. [c.228]

Фрагментацию при ионизации полем часто объясняют распадом молекулярного иона в результате сильной поляризации в электрическом поле. Фрагментация может также происходить в результате столкновений в конденсированной фазе вблизи электрода, где могут иметь место быстрые ион-молекулярные реакции. [c.229]

Возможность различать изомеры при ионизации полем делает этот метод исключительно ценным при структурных исследованиях в органической химии. При ионизации электронным ударом такая возможность часто отсутствует. [c.229]

При работе с термически неустойчивыми соединениями используется модифицированный метод ионизации полем. Обычно органическое соединение испаряется из небольшого нагревателя, расположенного рядом с положительно заряженным электродом. Молекулы ионизируются при сближении или соударении с поверхностью этого электрода. В методе десорбции полем органическое соединение наносится тонким слоем непосредственно на электрод. При этом отпадает необходимость в нагревателе для испарения образца, что в значительной мере устраняет возможные термические эффекты. Этот метод позволяет получать интенсивные пики молекулярных ионов (М или М + Н) для соединений, которые в других условиях дают пики низкой интенсивности. Так, например, при использовании метода десорбции полем в масс-спектре D-глюкозы наблюдается интенсивный пик иона [М+Н] с т/е 181 и почти полностью отсутствуют пики фрагментных ионов. При использовании обычного метода ионизации полем с испарением глюкозы вблизи от поверхности электрода в масс-спектре также наблюдается интенсивный пик иона [М + Н] (основной пик), но, кроме того, имеется несколько интенсивных пиков фрагментных ионов. В обычном масс-спектре этого соединения при ионизации электронным ударом содержатся только пики фрагментных ионов в области низких масс до т/е 73 и [c.229]

Рис. 8. Ионно-оптическая система источника с ионизацией полем и электронным ударом [42]

Спектры, образующиеся при ионизации полем, - отличаются не только величиной пиков молекулярных ионов, но и иным распределением интенсивностей по сравнению со спектрами, полученными при электронном ударе., Это создает дополнительную характеристику вещества, особенно если источник позволяет получить оба масс-спектра [42]. Кроме то.го, метастабильные пики при ионизации в поле (кстати гораздо более интенсивные, чем цри ионизации электронами и фотонами) также часто отличаются по кажущейся массе от метастабильных ионов, возникающих-при ионизации электронами. Широкое сопоставление масс-спектров (свыше 90 соединений 17 классов), полученных электронным ударом и ионизацией в поле [41], позволило выбрать ряд характеристических и метастабильных ионов, используемых для идентификации и качественного анализа смесей. [c.296]

Оптический метод получения плазмы очень прост (если, разумеется, абстрагироваться от самого лазера и оптического канала для ввода лазерного излучения в технологический объем) и формально не требует никаких структурных элементов, в отличие от электрических разрядов (электроды, индукторы, волноводы и пр.). В указанном частотном диапазоне достижима электродинамическая стабилизация разряда. Через оптический разряд можно организовать поток вещества и получить поток плазмы, как и в обычном плазмотроне (рис. 2.40). Особенность системы лазер-разряд заключается в том, что параметры разряда не влияют на режим работы источника энергии (т. е. развязаны ). Специфическая особенность лазерной плазмы температура 15000 -Ь 20000 К, превышающая в 2 -Ь 4 раза температуру электрических разрядов. Действительно, температура электродуговых разрядов на постоянном токе достигает при атмосферном давлении 10000 К примерно таков же уровень температуры высокочастотных разрядов при атмосферном давлении микроволновые разряды характеризуются температурой 5000 К. Объяснение этого явления лежит в изменении прозрачности плазмы по отношению к оптическому излучению в соответствии с зависимостью / 1 ос где — коэффициент поглощения плазмы и — круговая частота 16]. Если частота не слишком велика, то энергия внешнего поля эффективно рассеивается в поглощающей среде, даже при не слишком высокой ионизации. Поле из-за наличия скин-эффекта для частотных разрядов не проникает в сильно ионизованную среду, что в целом ограничивает диссипацию энергии и нагрев. Диссипация на [c.93]

Большое распространение получил также такой метод ионизации вещества в масс-спектрометре, как ионизация полем, или полевая, ионизация. В ионном источнике помещается так называемый эмиттер, представляющий собой специально обработанное острие, проволоку (2,5 мкм) или острое лезвие (типа лезвия бритвы), на которое подается [c.17]

Низкая летучесть многих веществ затрудняет их анализ с помощью масс-спектрометрии. Летучесть часто можно увеличить путем преобразования полярных групп в молекуле, например, карбоксильную группу можно превратить в метиловый эфир или триметилсилильпый эфир. При исследовании низколетучих веществ очень удобен метод ионизации полем (см. ниже). [c.323]

Звездочкой отмечены значения потенциалов. ионизации, полу чецные методом электронного удара. [c.329]

Ши oкoe использование масс-спектрометрии для определения последовательности в протеинах имеет больщое будущее. Исполь зование ионизации полем и десорбции полем приводит к чрезвы- [c.278]

Гелий может влиять тремя способами. 1) Острие непрерывно бомбардируется нейтральными частицами, имеющими поступательную кинетическую энергию порядка 0,15 эв. 2) В процессе ионизации на острие попадает ливень электронов. Эти электроны образуются непосредственно из атомов гелия, ионизирующихся вблизи края области ионизации, за счет случайных столкновений ионов и нейтральных атомов газа, а также вследствие вторичной эмиссии с экрана. 3) Ионы Не+, образующиеся вблизи поверхности, могут ускорять удаление адсорбированных атомов Н. В присутствии гелия слой водорода подвергается воздействию, даже если поле сильно ослаблено. Предварительные исследования показывают, что этот эффект исчезает только в том случае, когда ионизация поля становится незначительной (при 3 в/А). [c.239]

Масс-спектрометрический количественный анализ сложных смесей органических соединений, в частности углеводородов, связан с достаточно сложной и трудоемкой расшифровкой многолинейчатых масс-спектров, а также громоздкими расчетами эти трудности возрастают по мере увеличения молекулярного веса. Поэтому в развитии масс-спектрометрии наметилась тенденция упрощения масс-спектров сложных смесей. Малолинейчатые масс-спектры можно получить многими способами электронным ударом, когда энергия ионизирующих электронов превышает пороговое значение на 0,6—2 эв, фотонами, перезарядкой и ионизацией полем. [c.278]

Развитие в последние годы методов фотоионизации молекул, фотоэлектронной спектроскопии, фотоион-фотоэлектронных совпадений, фотодиссоциации ионов позволило получать сведения об электронной структуре молекул и о поведении образующихся ионов. К настоящему времени накоплен значительный материал об электронных состояниях молекулярных ионов, их устойчивости и путях фрагментации. Метод ионизации полем оказался весьма продуктивным для исследования кинетики распада возбужденных ионов и оценки времен их жизни. Результаты исследований ионных процессов существенны для понимания превращений веществ при действии радиации и для разработки методов повышения радиационной стойкости. Их рассмотрению и посвящен обзор. [c.86]

Перегруппировочные процессы имеют более низкие частотные факторы (v в уравнениях КРТ, разд. 3.3), чем реакции простого разрыва связи. Поэтому предполагается, что поскольку время пребывания ионов в ионном источнике значительно короче, чем при электронном ударе, то для перегруппировки этого времени недостаточно и такие процессы наблюдаются довольно редко. Однако имеется работа, в которой предполагается, что перегруппировка может осуществляться в сильных электрических полях, по крайней мере частично, до ионизации. Например, в спектрах алканонов-2 имеется интенсивный пик нормального иона с т/е 58, который образуется в результате перегруппировки Мак-Лафферти при ионизации полем. В некоторых случаях интенсивность пика этого перегруппировочного иона настолько велика, что он является максимальным в масс-спектре. [c.228]

При химической ионизации часто используются ионы типа СН5, эти ионы были впервые обнаружены В. Л. Тальрозе, при ионно-мо-лекулярной реакции Нг +СН4 —> СНб +Н.При взаимодействии ионов СН5 с молекулами исследуемого образца последние ионизуются. Механизм ионизации при ионном ударе существенно отличается от механизма электронной бомбардировки, соответственно спектры химической ионизации отличаются от масс-спектров и несут дополнительную информацию о структуре молекул органических соединений. Широкое развитие метода несколько тормозится сложностью его аппаратурного оформления. Проводилось сопоставление масс-спектров алканов, полученных методом химической ионизации и. ионизации в поле [43]. При изучении пептидов и других термически нестабильных и (или) труднолетучих соединений применение химической ионизации, так же как и ионизации полем, позволяет получить важную информацию о строении [44]. [c.27]

В слаботочных дугах отсутствует сколь-либо значительное гидроди-наМ Ичеокое течение, и ионы движутся от анода к катоду под действием электрического поля. Для поддержания этого постоянного потока ионов, необходимого с точки зрения электрической нейтральности столба дуги, если исключить эмиссию ионов с анода, связанную с его абляцией, должно происходить образование ионов в тонком слое, прилегающем к аноду. В соответствии с данными Хокера и Беза [Л. 8] образование ионов в этом слое может происходить либо за счет ионизации полем, либо за счет термической ионизации. В первом случае падение потенциала в этом слое должно быть равно по крайней мере первому потенциалу возбуждения (полагая ступенчатую ионизацию) газа, образующего атмосферу дуги во втором случае падение напряжения в слое меньше, чем первый потенциал возбуждения. В обоих случаях для получения ионов необходима затрата определенной энергии электрического поля. Эта энергия поля передается электронам, в результате чего они приобретают способность производить ионы путем столкновения. Однако, так как соотношение между числом электронов и числом ионов, проходящих через произвольное сечение столба дуги, пропорционально отношению скорости дрейфа, то только незначительная доля электронов (менее 1%) участвует в процессе ионизации. Большая часть электронов проходит через прианодный слой, не отдавая тяжелым частицам вновь полученную энергию. Таким образом, в слаботочных дугах практически энергия поля прианодного слоя передается аноду путем соударения электронов. Согласно Хокеру и Безу [Л. 8] толщина прианодного слоя, образованного отрицательным пространственным зарядом, имеет порядок величины одного свободного пробега электронов (от одного до нескольких микрон). Это значение толщины хорошо согласуется с величиной, измеренной Блоком и Финкельнбургом [Л. 9] с помощью зонда согласно их измерениям толщина слоя равна 2 мк. Непосредственно я 115 [c.115]

Рис. i5i. Переход спираль—клубок, сопровождающий ионизацию поли- -г.путампновой кислоты в.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология