Спектрометры циклотронно-резонансный

Для масс-спектроскопических определений атомных масс обычно использовались либо масс-спектральные приборы с двойной фокусировкой, либо масс-спектрометры циклотронно-резонансного типа. Известным исключением была работа Астона, проделанная на приборе с фокусировкой только по скоростям. В литературе имеется также единственный пример применения для точного определения масс прибора с фокусировкой только по направлениям. Это работа Нэя и Манна [1], которые использовали небольшой масс-спектрометр секторного типа для определения отношения масс Не " /Н . Так как прибор Нэя и Манна не имел фокусировки по скоростям, достижимая разрешающая сила (1 80 ООО) была ограничена не только геометрическим разрешением, но и разбросом ионов по энергиям. [c.11]

После ионизации вещества ионы разделяются в масс-анализаторе в соответствии с их отношением массы к заряду. В настоящее время используют пять типов анализаторов магнитный секторный анализатор, квадрупольный фильтр масс (квадрупольный масс-спектрометр), квадрупольная ионная ловушка, времяпролетный анализатор и циклотронно-резонансный анализатор (масс-спектрометр на основе ион-циклотронного резонанса, ИЦР-спектрометр). Детектирование ионов в большинстве случаев проводят при помощи электронного умножителя, хотя применяют также и другие детекторы. В процессе анализа формируется огромное количество данных, поэтому для их сбора, хранения, обработки и интерпретации используют наиболее современные мощные компьютерные системы и программное обеспечение. [c.259]

Масс-спектрометрические методы позволяют определить отношение массы к заряду, на основании которого можно судить о составе ионов, генерируемых, например, при использовании метода электронного удара или фотоионизации. Наряду с составом ионов можно определить энергии (потенциалы появления), которые требуются для образования ионов. Масс-спектрометрические методы не дают прямой информации о структуре ионов, однако она может быть выведена на основании последующей фрагментации ионов в масс-спектрометре [28] или при использовании двойного резонанса в случае ион-циклотрон-резонансной спектроскопии [29]. [c.525]

Циклотронно -резонансная масс-спектрометрия [c.257]

Различные типы масс-спектрометрии отличаются друг от друга не способом ионизации исследуемого вещества (здесь применяется, как правило, в техническом отношении самый простой метод электронного удара), а устройством анализатора. Было предположено несколько систем, в которых ионные пучки подвергаются действию импульсных или радиочастотных электрических полей [104]. Большую популярность приобрел циклотронно-резонансный масс-спектрометр. В этом приборе ионы попадают в ловушку, в которой движутся в однородном магнитном поле по циклоидам с определенной частотой. При совпадении этой частоты с частотой переменного электрического поля (приложенного перпендикулярно к магнитному полю) ионы поглощают электромагнитную энергию, что и регистрируется прибором. Поскольку поглощение носит резонансный характер, масс-спектрометр получил приведенное выше название, а сам метод, связанный с его применением, — циклотронно-резонансной [c.257]

Циклотронно-резонансная масс-спектрометрия имеет прямой выход и в кинетику, так как позволяет определять константы скорости реакций с приемлемой точностью [106]. Так, было установлено, что реакция замещения RBr -Ь С1 ->-R l -Ь Вг" в случае R — Hg идет в 140 раз быстрее, чем в случае R — С(СНз)д. [c.258]

К динамическим спектрометрам с переменными полями относятся время-пролетные масс-спектрометры и циклотронно-резонансные масс-спектрометры. [c.23]

Ионно-резонансный спектрометр. В четвертом типе масс-спектро-метров для разделения ионов используется принцип циклотрона [c.231]

Резонансные спектрометры, а) Омегатрон. Разделение достигается использованием принципа циклотрона [89, 90, 118] при спиральном ускорении ионов с данным отношением д/М в магнитном поле Я, на которое налагается радиочастотное поле. Ионы фиксируются только в том случае, если частота радиочастотного поля точно равна циклотронной частоте у,с= 1,54 10 Нд/М сек . Диапазон давлений составляет 10 —10 ° мм рт. ст. разрешение падает [c.272]

Изменение магнитного и электрического полей обеспечивает движение ионов по циклоидальной траектории]. Детектирующее устройство спектрометра воздействует на ион переменным радиочастотным электрическим полем в плоскости циклотрона, и, когда фаза и частота этого поля совпадают с фазой и циклотронной частотой иона, детектор регистрирует резонансное поглощение энергии ионом, приводящее к увеличению его кинетической энергии. Обычно частота радиочастотного поля фиксирована, так что напряженность магнитного поля, при которой появляется пик, характеризует массу иона. Для типичной частоты 307 кГц пик N2" (масса 28) появляется при 5600 Э легко анализируются частицы с массами до 200 ат. ед. [c.350]

Таким образом, на коллекторе происходит разделение кластеров по соотношению т/е. В цикло-тронно-резонансном масс-спектрометре заряженная частица движется по кругу в однородном магнитном поле, причем циклотронная частота ш = 1 кЦ = еВ/т не зависит от скорости заряженной частицы. Прикладывая радиочастотный им- [c.24]

Циклотронно-резонансный масс-анализатор-ячейка в виде прямоугольного параллелепипеда или куба, помещенная в однородное магн. поле. Ионы, попадая в ячейку, движутся в ней по спиральной траектории (циклотронное движение) с частотой где Я-напряженность магн. поля, т. е. ионы с одинаковыми значениями m/z имеют определенную циклотронную частоту. Действие прибора основано на резонансном поглощении энергии ионами при совпадении частоты поля и циклотронной частоты ионов. На применении циклотронно-резонансного масс-анализатора основан метод ион-циклотронного резонанса, к-рый используют для определения массы ионов, в частности мол. ионов, образующихся при ионно-молекулярных р-циях в газовой фазе анализа структуры высокомол. ионов определения кислотно-основных св-в в-в. Для легких ионов R = 10 . Первый масс-спектрометр ион-цмслотронного резонанса построен Г. Соммером, Г. Томасом и Дж. Хиплом (США, 1950). [c.661]

Четвертый тип масс-анализаторов — циклотронно-резонансный масс-анализатор с фурье-преобразованием (ИЦР-ФП-спектрометр или МСФП, масс-спектрометр с фурье-преобразованием), еще пока не получил широкого распространения в аналитической практике. Для разделения ионов используют ячейки различной геометрии на рис. 9.4-7,е изображена кубическая ячейка. Ячейка находится в магнитном поле В. Ионы образуются либо внутри ячейки, либо во внешнем ионном источнике. Ячейка состоит из двух расположенных напротив друг друга пластин-ловушек, двух возбуждающих пластин [c.277]

Пентакоординированные карбониевые ионы образуются за счет присоединения, когда катион связывается с уже насыщенным центром молекулы. Наиболее достоверно такой процесс доказан для газофазных реакций (масс-спектрометрия высокого давления, ион-циклотронная резонансная спектроскопия), при которых протоны или крупные катионные (карбениевые) частицы взаимодействуют с насыщенными молекулами уравнение (И) [15]. Водородный изотопный обмен в растворе метана в РЗОзН/ЗЬРз можно объяснить промежуточным образованием пентакоординированного алкана, однако возможны и другие объяснения [16]. Протонированные алканы можно рассматривать как интермедиаты в процессах изомеризации и фрагментации [16], а также при анодном окислении [14] насыщенных углеводородов в суперкислой среде. [c.520]

Начиная с работ Уобшолла, появилось много работ по развитию и применению этого метода. Объясняется это тем, что циклотронно-резонансная масс-спектрометрия дает ту информацию, которую нельзя получить от обычной масс-спектрометрии. Последняя, позволяя определить все ионы, возникающие из данного вещества, ничего, однако, не говорит о путях их образования и энергетических процессах, происходящих при этом. Циклотронно-резонансная масс-спект-рометрия, напротив, позволяет изучать ход даже довольно сложных газофазных реакций. [c.258]

Таким образом, если для обычной масс-спектрометрии вопрос о строении ионов, образующихся при электронном ударе, остается часто открытым (возможности обычной масс-спектромотрии при изучении изомеров вообще ограничены), то циклотронно-резонансная масс-спектрометрия, напротив, позволяет установить различив в строении изомерных ионов, поскольку их реакционная способность будет различной. Основная область применения этого вида масс-спектрометрии — изучение механизма взаимодействия ионов с молекулами. [c.258]

Первый циклоидальный масс-спектрометр был сконструирован Бликни и Хипплом в 1958 г., однако принцип, лежащий в основе определения масс в циклотронно-резонансном спектрометре, был впервые осуществлен в омегатроне Хиппла и сотр. (1949). Циклотронно-резонансный спектрометр, предназначенный для изучения столкновений ионов с молекулами, впервые был введен в практику исследований Уобшоллом и сотр. в 1965 г. С тех пор этот прибор был значительно усовершенствован, и в 1970 г. были запатентованы первые коммерческие образцы спектрометра [105, с. 61]. [c.258]

Важную роль в установлении М. р. играет исследование природы продуктов и промежут. в-в методами УФ, ИК и гамма-резонансной спектроскопии, ЭПР, ЯМР, масс-спект-рометрии, хим. поляризации ядер, электрохим. методами и т.п. Разрабатываются способы получения и накопления высокоактивных промежут. продуктов ионов, радикалов, возбужденных частиц с целью непосредственного изучения их реакц. способности. Для получения констант скорости тех стадий сложной р-ции, в к-рых участвуют высокоактивные частицы, информативно моделирование этих стадий в специальных ( чистых ) условиях, напр, путем проведения р-ций при низких т-рах (до 100-70 К), в ионном источнике масс-спектрометра высокого давления, в ячейке спектрометра ион-циклотронного резонанса и т.п. При изучении гетерогенно-каталитич. р-ций важно независимое исследование адсорбции всех участвующих в р-ции в-в на пов-сти катализатора, изучение спектров адсорбир. частиц в оптич. и радиочастотном диапазонах, а также установление их природы физ. и физ.-хим. методами (рентгеновская и У Ф фотоэлектронная спектроскопия, оже-спектроскопия, спектроскопия энергетич. потерь электронов и др.). [c.75]

Элементарные реакции. Для установления М. р. привлекают как теоретич. методы (см. Квантовая химия, Динамика элементарного акта), так и мiioгoчи лeнныe эксперим. методы. Для газофазньк р-ций >io молекулярных пучков метод, масс-спектрометрия высокого давления, масс-спектрометрия с хим. ионизацией, ионная фотодиссоциация, ион-циклотронный резонанс, метод послесвечения в потоке, лазерная спектроскопия-селективное возбуждение отдельных связей или атомных групп молекулы, в т.ч. лазерно-индуцированная флуоресценция, внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, активная спектроскопия когерентного рассеяния. Для изучения М. р. в конденсир. средах используют методы ЭПР, ЯМР, ядерный квадрупольный резонанс, хим. поляризацию ядер, гамма-резонансную спектроскопию, рентгено- и фотоэлектронную спектроскопию, р-ции с изотопными индикаторами (мечеными атомами) и оптически активными соед., проведение р-ций при низких т-рах и высоких давлениях, спектроскопию (УФ-, ИК и комбинационного рассеяния), хемилюминесцентные методы, полярографию, кинетич. методы исследования быстрых и сверхбыстрых р-ций (импульсный фотолиз, методы непрерывной и остановленной струи, температурного скачка, скачка давления и др.). Пользуясь этими методами, зная природу и строение исходных и конечных частиц, можио с определенной степенью достоверности установить структуру переходного состояния (см. Активированного комплекса теория), выяснить, как деформируется исходная молекула или как сближаются исходные частицы, если их несколько (изменение межатомных расстояний, углов между связями), как меняется поляризуемость хим. связей, образуются ли ионные, свободнорадикальные, триплетные или др. активные формы, изменяются ли в ходе р-ции электронные состояния молекул, атомов, ионов. [c.75]

Совр. метод масс-спектрометрии с использованием Ц. р.-спектрометрия ИЦР с преобразованием Фурье (ИЦР ПФ). Резонансное поглощение ионами электромагн. энергии происходит в анализаторе. Высокочастотное электрич. поле Позволяет вдентифицировать ионы по резонансному поглощению энергии при совпадении частоты поля и циклотронной частоты ионов с послед. фурье-анаг1изом (см. Фурье-спектроскопия) сигнала. Интенсивность сигнала от фуппы ионов массы т,- и заряда представляет собой экспоненциально затухающую косинусоиду [c.375]

Один из методов измерения времени полного оборота иона использован в омегатроне [930, 932, 1910], радиочастотном масс-спектрометре, работающем по принципу циклотронного резонанса ионов в магнитном поле, впервые описанном Хипплом, Соммером и Томасом. Этот прибор схематически показан на рис. 12. Радиочастотное поле направлено перпендикулярно к магнитному полю. Положительные ионы с низкой кинетической энергией образуются потоком электронов, движущихся вдоль направления магнитного поля. Рассмотрим однозарядный ион с массой т, начинающий движение из состояния покоя. Этот ион опишет некоторую кривую в плоскости радиочастотного и магнитного полей, и если его период вращения равен периоду радиочастоты, то он будет ускорен этим полем так, что радиус его кривизны будет увеличиваться, и ион начнет двигаться по спирали Архимеда к коллектору. Ион с несколько отличной массой будет выбит радиочастотным полем и пройдет последовательно через максимальный и минимальный радиусы, когда он достигнет максимальной и минимальной скорости. Таким образом, для коллектора, расположенного на определенном расстоянии R от точки образования ионов, имеется два критических значения масс т + 34б/п) я (т — УгЬт). Ионы с этими массами будут собраны на коллекторе. Можно показать, что т/Ьт = я/г/2, где п — число оборотов, сделанных резонансным ионом до попадания на коллектор. При R = 1 см, радиочастотном поле 0,1 в/см и магнитном [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология