Физические методы исследования полимеров. Шестаков А.С. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

34
влияет изотопный состав элементов. Большинство элементов неоднородны
по изотопному составу. В частности, углерод состоит из атомов
12
С и
13
С в
отношении 108:1. Следовательно, в масс- спектрах кроме основного пика
М
+ •
(только
12
С ) появляется пик (М +1)
+•
(содержащий
13
С ). С ростом числа
С -атомов в молекуле интенсивность пика (М +1)
+
•
растёт пропорционально
увеличению вероятности появления атома
13
С . Так, если для соединения,
содержащего один углеродный атом, соотношение [M]:[M+1]=100:1,12, то
для вещества, имеющего 20 углеродных атомов , оно равно 100: (1,12⋅20) =
100:22,4. Соотношение [M]:[M+1] позволяет для простых молекул ориен-
тировочно оценить число атомов углерода в молекуле . Пусть, например,
иону М
+•
соответствует ион (М +1)
+•
, интенсивность которого меньше в 10
раз; тогда можно предположить, что исследуемое соединение содержит
около 9-10 углеродных атомов .
Из других элементов , изотопный состав которых существенно отра-
жается на «рисунке» масс- спектра, следует назвать хлор и бром. Хлор со -
стоит из двух изотопов
35
Cl и
37
Cl (3:1). Бром содержит два изотопа –
79
Br и
81
Br – в равных количествах. Значит , пикам молекулярных ионов , содер-
жащих один атом указанных элементов , будут соответствовать пики
(М +2)
+•
с интенсивностью втрое меньшей для хлора и равной для брома.
Характерное расщепление наблюдается для М
+
•
и фрагментов , содержа-
щих два атома хлора:
[M]:[M+2]:[M+4] = 9,5:6:1
и для фрагментов с двумя атомами брома:
[M]:[M+2]:[M+4] = 1:2:1
Отсюда по характеру расщепления молекулярного иона может быть
определено количество атомов хлора и брома в исследуемой молекуле .
Рис.35 Квадрупольный масс- спектрометр. 1-система напуска ; 2-ионный ис-
точник; 3-выталкивающий электрод; 4-катод; 5-анод; 6-фокусирующие электроды;
7-ускоряющие электроды; 8-волновод квадрупольного пучка ; 9-генератор постоян -
ного тока и радиочастотного поля; 10-анализирующий квадруполь; 11-апертура; 12-
электронный умножитель; 13-усилитель; 14-осциллограф; 15-самописец. 
                                           34




Рис.35 К в адрупольный масс-спе ктроме т р. 1-сист е ма напуска; 2-ионный ис-
т оч ник; 3-в ыт алкив аю щий эле ктрод; 4-кат од; 5-анод; 6-фокусирую щие эле ктроды;
7-ускоряю щие эле ктроды; 8-в олнов од кв адрупольного пуч ка; 9-ге не рат ор пост оян-
ного т ока и радиоч аст от ного поля; 10-анализирую щий кв адруполь; 11-апе рт ура; 12-
эле ктронный умнож ит е ль; 13-усилит е ль; 14-осц иллограф; 15-самописе ц .
в лияе т изот опный сост ав эле ме нт ов . Б ольш инст в о эле ме нт ов не однородны
по изот опному сост ав у. В ч аст ност и, угле род сост оит из ат омов 12С и 13С в
от нош е нии 108:1. С ле дов ат е льно, в масс-спе ктрах кроме основ ного пика
М +• (т олько 12С ) появ ляе т сяпик(М +1) +• (соде рж ащий 13С ). С рост ом ч исла
С -ат омов в моле куле инт е нсив ност ь пика (М +1) +• раст ё т пропорц ионально
ув е лич е нию в е роят ност и появ ле ния ат ома 13С . Так, е сли для сое дине ния,
соде рж аще го один угле родный ат ом, соот нош е ние [M]:[M+1]=100:1,12, т о
дляв е ще ст в а, име ю ще го 20 угле родных ат омов , оно рав но 100: (1,12⋅20) =
100:22,4. С оот нош е ние [M]:[M+1] позв оляе т для прост ых моле кул орие н-
т иров оч но оц е нит ь ч исло ат омов угле рода в моле куле . Пуст ь, наприме р,
иону М +• соот в е т ст в уе т ион (М +1) +•, инт е нсив ност ь кот орого ме ньш е в 10
раз; т огда мож но пре дполож ит ь, ч т о иссле дуе мое сое дине ние соде рж ит
около 9-10 угле родных ат омов .
        И з других эле ме нт ов , изот опный сост ав кот орых суще ст в е нно от ра-
ж ае т ся на «рисунке» масс-спе ктра, сле дуе т назв ат ь хлор и бром. Хлор со-
ст оит из дв ух изот опов 35Cl и 37Cl (3:1). Б ром соде рж ит дв а изот опа – 79Br и
81
   Br – в рав ных колич е ст в ах. Знач ит , пикам моле кулярных ионов , соде р-
ж ащих один ат ом указанных эле ме нт ов , будут соот в е т ст в ов ат ь пики
(М +2) +• с инт е нсив ност ью в т рое ме ньш е й для хлора и рав ной для брома.
Характе рное расще пле ние наблю дае т ся для М +• и фрагме нт ов , соде рж а-
щих дв а ат ома хлора:
                               [M]:[M+2]:[M+4] = 9,5:6:1
и дляфрагме нт ов с дв умяат омами брома:
                                [M]:[M+2]:[M+4] = 1:2:1
        О т сю да по характе ру расще пле ния моле кулярного иона мож е т быт ь
опре де ле но колич е ст в о ат омов хлора и брома в иссле дуе мой моле куле .

Страницы