Ионизация сильным электрическим полем

Достаточно большие аналитические возможности масс-спектрометрии с ионизацией сильным электрическим полем стимулировали многочисленные работы в области стереохимии [178— 180] и анализа сложных смесей [181—183]. Ниже приведен перечень исследованных соединений [c.142]

Ионизация и фрагментация органических соединений в сильном электрическом поле (полевая ионизация) представляет собой комбинацию трех процессов 1) распад молекулярных ионов, получивших избыточную энергию от электрического поля по закономерностям, сходным с фрагментацией при электронном ударе 2) рас- [c.134]

Метод полевой десорбции, т. е. ионизации вещества, нанесенного на поверхность, и испарения ионов под действием сильного электрического поля, хотя пока еще используется редко [188], но перспективен для анализа без предварительного разложения, а также для исследования асфальтенов. [c.135]

Названные методы позволяют анализировать соединения в растворе. В методе электродинамической ионизации [208] образец растворяется в подходящем растворителе (например, глицерине) с добавлением электролита (солей металлов) и затем к поверхности раствора прикладывается сильное электрическое поле, под действием которого происходит выталкивание в газовую фазу ионов типа [М + металл] + или [М + металл- -глицерин] + и др. В методе бомбардировки быстрыми атомами [209] вещество, ра- [c.136]

Образование заметных концентраций ионов в газах осуществляется под действием очень высоких температур, квантов высокой энергии или быстрых частиц. Ионные реакции в газах включают обычно три стадии элементарные процессы образования ионов реакции их с нейтральными атомно-молекулярными частицами рекомбинацию ионов. Первая стадия связана с ионизацией частиц тем или иным способом (сильным электрическим полем, квантами света, при соударениях нейтральных частиц и т. п.). Вторая определяется протеканием ионно-атомных или ионно-молекулярных реакций. Третья характеризует ион-ионные реакции с образованием нейтральных частиц. [c.198]

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]

Аргонно-ионизационный. Детектор основан на измерении тока вторичных электронов, возникающих при столкновении анализируемых веществ с возбужденными атомами аргона (газ-носитель). Возбуждение аргона в детекторе обычно происходит под влиянием -частиц и сильного электрического поля. В результате получается высокая концентрация частиц аргона с энергией 11,6 эв. Большинство органических соединений имеет потенциал ионизации меньше 11 эв и поэтому они могут анализироваться с помощью аргонно-ионизационного детектора. [c.146]

Энтальпия (теплота) гидратации иона зависит от его заряда и радиуса. Тенденция металлов переходить в раствор выражена тем сильнее, чем меньше потенциал ионизации и чем больше теплота гидратации. Так, наибольшим стандартным потенциалом характеризуется литий — металл с малым потенциалом ионизации. Кроме того, ввиду незначительности радиуса иона лития он имеет сильное электрическое поле и поэтому энергично притягивает дипольные молекулы воды, что сопровождается значительным выделением тепла (гидратации). Литий, таким образом, наименее благородный металл. Наиболее благородные металлы располагаются в конце ряда напряжений. [c.238]

Ударная ионизация. В сильном электрическом поле ( [c.256]

Для ионизации исследуемых молекул в масс-спектрометре используется несколько способов. Традиционным методом ионизации является бомбардировка электронами с энергией порядка 70 эВ (рис. 24). Применяется также ионизация ультрафиолетовыми лучами (фотоионизация) или положительно заряженными ионами (химическая ионизация). В последнее время разработаны новые методы — ионизация в сильных электрических полях (полевая ионизация или полевая десорбция), а также ионизация бомбардировкой ускоренными атомами (атомы Аг и Хе с большой кинетической энергией) (рис. 25). При использовании последних двух методов отпадает необходимость предварительного испарения исследуемого вещества, оно происходит одновременно с ионизацией. [c.71]

Ионизация и фрагментация органических соединений в сильном электрическом поле (полевая ионизация) представляет собой комбинацию трех процессов [c.77]

Ионизация атома гелия на поверхности в присутствии сильного электрического поля рассмотрена в разделе III, А, 1. Как показывает рис. 54, высоковольтная десорбция более сильно связываемых электроотрицательных атомов, для которых значение / — ф тоже высокое, во многом осуществляется таким же образом [44г]. Единственное существенное отличие обусловлено большей энергией связи. В таких слабых полях, при которых Хс больше сферы действия сил, связывающих атомы с поверхностью, адсорбированные атомы сначала должны десорбироваться термически и только потом может произойти ионизация, как в случае гелия. В указанных [c.210]

Имеется сравнительно мало данных по измерению характерных времен распадов ионов с т 10 сек. Проводились эксперименты, основанные на ионизации сложных молекул электронным ударом в сравнительно сильном электрическом поле [151—153, 1319, 1323]. Было показано, что основные ионы в масс-спектрах этилена, этана и гексана образуются за время, меньшее 10 сек. Однако некоторые осколочные ионы в масс-спектрах гексана и толуола в значительном количестве образуются за время, большее 10 сек [153]. Если ионизацию молекул проводить не электронным ударом, а сильным электрическим полем, то в этом случае удается измерять времена распадов в интервале 10" —10" сек [461, 855]. Однако прямая связь данных по временам распада, полученных при автоионизации в сильных полях, с временами распада ионов, образованных электронным ударом, пока не установлена. По измерению анизотропии углового распределения продуктов распада молекулярных ионов, получающихся при электронном ударе, установлено, что некоторая доля многоатомных осколочных ионов образуется за время, меньшее 10 сек [336]. [c.368]

Ионизация и диссоциация молекул при масс-спектрометрии могут происходить под действием электронного удара, фотонов [1], при перезарядке [2], в сильном электрическом поле [3], на горячих поверхностях [4], при столкновениях с возбужденными атомами [5], ионно-молекулярных реакциях [6], столкновениях с быстрыми атомами и ионами [7]. Фотоионизация и ионизация метастабиль-ными атомами инертных газов имеют много общего с ионизацией и возбуждением при электронном ударе [8]. Механизм ионизации и возбуждения при перезарядке, ионно-молекулярных реакциях и особенно в сильном электрическом поле существенно иной. [c.5]

В качестве хорошего введения в область масс-спектрометрии с полевой ионизацией может быть рекомендована монография [64]. В методе полевой ионизации используют сильные электрические поля (напряженностью порядка 10 В/см), в которых ионизация атомов или молекул осуществляется путем отрыва от них электронов. Здесь удаление электронов происходит по механизму квантово-механического туннелирования ионизация является следствием деформации потенциальных барьеров под воздействием сильного электрического поля. [c.287]

Вешества, адсорбирующиеся на поверхности, могут быть десорбированы в виде положительных ионов под воздействием достаточно сильного электрического поля. Поле интенсивностью 10 в см создается близкорасположенными электродами, из которых один представляет собой металлическое острие с малым радиусом кривизны. Для десорбции ионов достаточно создать разность потенциалов 5 кв. Источники с ионизацией на острие применяются для изучения адсорбционных процессов. [c.126]

Ионизация в сильном электрическом поле — полевая ионизация (ПИ), полевая десорбция (ПД). Образование ионов происходит за счет изоэнергетического туннельного перехода электрона из молекулы в металл [7]. Необходимая для ионизации молекул напряженность электрического поля (10 —10 В/см) достигается применением в качестве одного из электродов тонкого металлического острия, радиус закругления вершины которого составляет около 100 нм. Электрическое поле вокруг таких эмиттеров распространяется на сравнительно небольшую об- [c.15]

Опыты по исследованию масс-спектров метастабильных ионов методом дефокусировки свидетельствуют о том, что большая часть осколочных ионов образуется при мономолекулярном распаде в газовой фазе [89, 90]. При полевой ионизации осколочные ионы образуются в результате диссоциации в сильном электрическом поле и взаимодействия с поверхностью эмиттера. Доля ионов, образующихся при реакции на поверхности, может быть уменьшена путем прогрева эмиттера при этом значительно возрастает распространенность осколочных ионов. [c.73]

В последнее время получили развитие методы, позволяющие проводить ионизацию вещества, непосредственно на его поверхности— так называемые методы поверхностной ионизации [172, 173]. Это прежде всего методы плазменной десорбции и десорбции в сильном электрическом поле. [c.140]

Анализ термически нестабильных, труднолетучих соединений с использованием традиционных методов ионизации (электронный удар, химическая ионизация, ионизация в сильном электрическом поле) неизбежно связан с возможностью разложения образца в процессе его введения в ионный источник. В отдельных случаях разложения можно избежать, переводя анализируемые объекты в более летучие и термически более стабильные производные (дериватизация). Ограничения этого приема очевидны поиски иных способов ионизации привели к созданию методов, основанных на эмиссии ионов из вещества в конденсированном состоянии. Масс-спектры вторичных ионов, получаемые под действием ионных, электронных и атомных пучков, а также лазерного излучения содержат интенсивные пики молекулярных и осколочных ионов. Их совокупность позволяет определять молекулярную массу и структуру исследуемого образца. [c.176]

Под действием сильного электрического поля вокруг коронирующего электрода нейтральные молекулы воздуха в этой зоне ионизируются, образуя положительные и отрицательные ионы. Положительные ионы направляются к отрицательному электроду, а отрицательные — к положительному. При повыщении потенциала между электродами увеличивается скорость движения ионов, которые, ударяясь о поверхность электродов, выбивают из металла электроны. Электроны, выбитые из положительного электрода, улавливаются им снова, а электроны, выбитые из коронирующего электрода, с большой силой отбрасываются полем в зону пространства между электродами, создавая так называемый электрический ветер, который способствует ионизации воздуха во внешней зоне. [c.161]

Нейтрализация зарядов статического электричества осуществляется ионизацией воздуха воздействием сильного электрического поля и радиоактивного излучения. Устройства, ионизирующие воздух, называют нейтрализаторами статических зарядов. Принцип работы нейтрализаторов сводится к тому, что они создают вблизи поверхности заряженного материала положительные и отрицательные ионы. Ионы, имеющие полярность, противоположную полярности заряженного наэлектризованного материала, под действием электрического поля оседают на поверхности диэлектрика, нейтрализуя его. [c.109]

Сушествует ряд предположений о процессах, происходящих в течение индукционного периода. Выдвинуты следующие гипотезы зарождения дендритов [133] 1) локальный нагрев вблизи острия в сильном электрическом поле и появление начального дефекта вследствие теплового разложения полимера 2) наличие микропор и воздушных включений, в которых при высокой напряженности электрического поля могут возникнуть частичные разряды, способствующие разложению полимера и появлению канала дендрита 3) усталостное растрескивание материала под влиянием знакопеременных нагрузок 4) возникновение механических повреждений, обусловленных действием на полимерные молекулы в области высокой напряженности поля электромеханических сил зарождение микротрещин, их дальнейший рост и слияние между собой, приводящие к появлению поры-трещины, представляющей собой начальный канал дендрита [115] 5) инжекция электронов в полимер из электрода, ускорение их под влиянием сильного электрического поля, накопление электронами энергии, достаточной для ионизации полимерных молекул, и появление вследствие множественной ионизации микродефекта в полимере, развивающегося в начальный канал дендрита [133]. [c.150]

В обоих методах ионизации при атмосферном давлении (электрораспылительная ионизация и ХИ при атмосферном давлении) распыление элюата происходит в области атмосферного давления (рис.9.4-8,г). В отличие от ионизации потоком частиц, ионизация также происходит в этой области, и ионы оттуда направляются в область высокого вакуума для разделения. Электрораспы-ление осуществляется вследствие разрушения потока жидкости под действием сильного электрического поля. Между иглой, служащей для ввода жидкости, и противоэлектродом прикладывают разность потенциалов приблизительно 3 кВ. Ионы десорбируются с поверхности заряженных капель. В ХИ при атмосферном давлении аэрозоль формируется при помощи нагретого пневматического распылителя, и ионы образуются в результате ион-молекулярных реакций, инициируемых коронным разрядом в ионном источнике. [c.282]

Интерфейс с электрораспылением (ЭРИ) работает при значительно более низких скоростях потока, обычно 1-10 мкл/мин. Процесс ионизации с электрораспылением включает распыление потока жидкости в аэрозоль с каплями, несущими большой заряд, и ионизацию определяемых молекул после удаления растворителя из заряженных капель. ЭРИ относится к интерфейсам АДИ, поскольку проба вводится после соответствующего деления с хроматографической колонки или непосредственно через инфузионный аппарат с помощью иглы из нержавеющей стали в десольватационную камеру при атмосферном давлении (рис. 14.3-7). В то время как игла находится при заземленном потенциале, к цилиндрическому электроду прикладывается сильное электрическое поле (2-5 кВ), которое заряжает поверхность жидкости, выходящей из иглы, при этом создается тонкий аэрозоль из заряженных капелек. Двигаясь в электрическом поле, капельки проходят через поток осушающего азота. Поток газа предназначен для испарения растворителя, а также чтобы предотвратить попадание незаряженных частиц в источник ионов. Затем ионы проходят через капилляр и попадают в вакуум первого уровня откачки, а затем, после прохождения через систему линз и дальнейшую откачку, в масс-анализатор. [c.627]

На основании своей теории Дебай и Гюккель [10] внесли также существенный вклад в теорию электропроводности электролитов. Несколько позже, развивая общую теорию движения ионов, Онзагер [11] вывел предельный закон для электропроводности электролитов. Впоследствии теория электропроводности Онзагера была расширена Дебаем и Фалькенгагеном [12], которые учли влияние высокой частоты переменного тока на электропроводность и диэлектрическую постоянную. Предельный закон для вйзкости растворов электролитов вывел Фалькенгаген [13], а общие законы диффузии электролитов были изучены Онзагером и Фуоссом [14]. Далее, Иоос и Блю-ментрит [15] исследовали с теоретической точки зрения эффект Вина, т. е. влияние сильных электрических полей на свойства растворов электролитов. Позднее Вильсон [16] дал полное решение этого вопроса для случая электролитов, диссоциирующих на два иона. Очень интересная теория влияния сильных полей на ионизацию слабых электролитов была развита Онзагером [17]. [c.34]

Эти методы позволяют анализировать соединения в растворе. В методе электродинамической ионизации образец растворяется в подходящем растворителе (например, глицерине) с добавлением электролита (солей металлов) и затем к поверхности раствора прикладывается сильное электрическое поле, под действием которого происходит выталкивание в газовую фазу ионов типа [М + металл] или [М + + металл + глицерин] и др. В методе бомбардировки быстрыми атомами вещество, растворенное в глицерине, подвергается бомбардировке атомами аргона, полученными при разрядке ионов аргона и обладающих энергией (4-6) 10 эВ. Получающиеся ионы затем анализируются в масс-анализаторе. Оба метода могут быть применены к анализу малоустойчивых компонентов нефти, которые разрушаются при нагревании (например, комплексов ва-надилпорфиринов с пептидами и др.) и к [c.78]

К сожалению, до настоящего времени отсутствуют достаточно надежные экспериментальные данные в поддержку той или иной гипотезы. Однако надо отметить, что в последние годы появилось большое число работ, посвященных исследованию предпробивных явлений в полимерах в сильных электрических полях обнаружена электролюминесценция, возникающая перед появлением дендритов [134] установлено возникновение в полимерах мельчайших пор и трещин в зоне высоких напряженностей электрического поля при воздействии на образец серии импульсов [135] рассматриваются возможные механизмы разрыва макромолекул в сильных электрических полях, включающие ионизацию макромолекул в результате туннельного перехода электронов и последующий распад макроионов [136] или предполагающие термофлюктуационный механизм разрыва полимерных цепей [137]. [c.150]

Для получения масс-спектра соединения его молекулы в газообразном состоянии подвергают действию ионизирующих частиц, фотонов, сильных электрических полей, после чего производят разделение и анализ полученных попов по их массам. На приведенной схеме (рис, 107) показаны пять зон масс-спектрометра, при последовательном прохождении которых молекулы и ионы подвергаются различным воздействиям. Вначале исследуемое соединение из баллона напуска 1 в газообразном состоянии поступает через молекулярный натекатель 2 в камеру ионизащщ 3. Напуск газа регулируется таким образом, чтобы давление в камере ионизации поддерживалось в пределах 10 —10 мм рт. ст. Ионизация и диссоциация молекул исследуемого соединения происходят в камере ионизации за счет энергии электронов 4. Электроны испускаются накаленным катодом и притягиваются к аноду, приобретая при этом кинетическую энергию порядка 20—100 эВ, Образовав-щиеся положительно заряженные ионы вытягиваются из зоны ионизации, формируются и ускоряются в электронно-оптической системе 5, 6, 7. Перед входом в магнитное поле 8, в котором происходит разделение по массам, ионы приобретают определенную энергию (2—4кэВ). [c.293]

Рассматриваемый источник, так же как и фотоионизационный, позволяет работать при низких температурах для изучения термически нестабильных соединений. Действие сильного электрического поля 10 в1см снижает температуру образования ионов при поверхностной ионизации. Значительные ионные токи наблюдались при исследовании хлористого калия и цезия под действием таких полей при 50° [1026]. [c.134]

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]

Ионизация в сильном электрическом поле. Когда нейтральная частица попадает в электрич. ноле такой величины, что перепад потенциала на расстоянии, равном по порядку величины размерам электронной оболочки, становится равным потенциалу ионизации молекулы, может произойти ее ионизация. Такие условия создаются обычно вблизи очень тонких острий, к к-рым приложено высокое напряжение. [c.159]

К первому типу относятся способы, в которых ионизация реализуется при остаточном давлении —10 Па электронный удар, фотоионизация, диссоциативный захват электронов, ионизация в сильном электрическом поле и полевая десорбция. Они различаются энергией электронов, напряженностью электрического поля, но, как правило, для всех этих способов, диссоциативную ионизацию можно рассматривать как мономолекулярный распад. В перечисленных выше способах ионизации, за исключением электронного удара, молекула получает энергию, не на много превышающую потенциал ионизации происходит так называемая мягкая ионизация, приводящая к образованию малолинейчатых масс-спектров. Здесь нет полной аналогии с ионизацией электронами низких энергий, поскольку зависимость выхода ионов от энергии фотонов и напряженности электрического поля существенно отличается от количественных характеристик процесса взаимодействия с ионизирующими электронами. [c.12]

Способностью снижать энергию активации обладают и мик-роигольчатые линейные эмиттеры, используемые в ионных источниках с десорбцией образца в сильном электрическом поле. Анализируемое вещество в виде раствора, концентрация которого обычно составляет 10 мкг/мл, наносят на поверхность эмиттера. Температура источника ионов не превышает 100—150 °С. Испарение вещества с поверхности графитированных игольчатых вольфрамовых эмиттеров с дальнейшей химической ионизацией (ЫНз при получении положительных ионов и СНгСЬ при получении отрицательных ионов) использовали при исследовании структуры витаминов, пептидов, аминокислот, различных масел, порфиринов, сахаров [169]. Эффективность процесса испарения несколько снижается для высокополярных соединений, > молекулы которых склонны к ассоциации на неактивных поверхностях [160]. [c.139]

Когда голландским физиком Дебуром было предложено применение первых кислородно-цезиевых катодов, он дал иное объяснение механизма фотоэффекта с этих катодов, основанное на представлении о расположении на поверхности слоя окиси цезия адсорбированных атомов цезия в тех точках, где налицо сильное электрическое поле (так называемые центры адсорбции). Сильные поля вызваны здесь конфигурацией поверхности и приводят к понижению потенциального барьера адсорбированных атомов и, следовательно, к уменьшению потенциала их ионизации. [c.78]

Методы ионизации. В opгaiПiчe кoй масс-спектрометрии проще всего ионизировать соединения, находящиеся либо в газовой фазе, либо в адсорбированном состоянии на твердой поверхности. Методы анализа соединений, уже частично находящихся в виде ионов в различных растворах, более сложны и предполагают либо предварительную сорбцию анализируемых веществ из растворов различными поглотителями с развитой поверхностью с последующей термической десорбцией в вакууме источника ионов, либо непосредственное извлечение ионов из раствора в сильном электрическом поле (электрогидродииамиче-ская ионизация). [c.23]

Электропроводность и свечение возникают в газах не только при нагревании, но и при сильном облучении газа ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, при действии на газ потока электронов и ионов. Ионизация газов происходит и под влиянием сильного электрического поля. Газ, обладающий свойством электропроводности и свечения, представляет собой фэрму агрегатного состояния вещества, которое получило название плазмы. [c.27]