第2章 质谱分析
高中化学选择性必修二 第2章第2节 分子结构的测定和多样性 价层电子对互斥理论(解析版))
第2章分子结构与性质2.2.1 价层电子对互斥理论一．选择题（共12小题）1.用价层电子对互斥理论判断NO3的立体构型( )A．正四面体B．V形C．三角锥形D．平面三角形【答案】D【解析】价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=12(a-x b)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，根据价层电子对个数判断中心原子杂化类型，再判断立体构型。
NO3-中价层电子对个数=3+12(5+1-3×2)=3+0=3，中心N原子采取sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，孤电子对个数为0，NO3-的立体构型为平面三角形，D正确；故选D。
2.根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型不是平面三角形的是( )A．SO3B．BF3C．CO32-D．PH3【答案】D【解析】A．三氧化硫分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-3×2)/2=3，且不含孤电子对，所以为平面三角形结构，故A不选；B．BF3分子中，中心B原子成3个σ键、没有孤对电子，价层电子对个数=3+(3-3×1)/2=3，故杂化轨道数为3，采取sp2杂化，空间结构为平面正三角形，故B不选；C．CO32-中σ键个数=配原子个数=3，孤电子对个数=(4+2-3×2)/2=0，碳原子的价层电子数=3+(4+2-3×2)/2=3，不含孤电子对，所以C采取sp2杂化，轨道构型为平面正三角形，空间构型为平面正三角形，故C不选；D．NF3分子中，N原子成3个σ键，价层电子对个数=3+(5-3×1)/2=4，故杂化轨道数为4，杂化方式sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，含有一个孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，故D选；故选D。
3.根据价层电子对互斥理论，判断下列分子或者离子的空间构型是平面三角形的是（）A．CO2B．H3O+C．BF3D．PO43﹣【答案】C【解析】根据价层电子对互斥理论确定其空间构型，价层电子对数=σ 键个数+12（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数，据此分析解答。
第2章 质谱法 (Mass Spectrum
假设m/z离子的初始动能为0， 在加速电压U的作用下离子的动能 :
1 zU m 2 2
离子在磁场强度为B的磁场中改做圆周 运动，其离心力=磁场力 r-轨道半径
m 2 Bz r
m B 2r 2 z 2U
单聚焦分析器可以是180°或90°或其他角度，形状像一把 扇子，又称为磁扇形分析器
CH4
16
标称分子质量
16.0312
精确分子质量
16.0422
平均分子质量
2．分辨率
m1 m1 R m2 m1 m
其中m1、m2为质量数，且叫m1＜m2。，故在两峰 质量数较小时，要求仪器分辨率越大。
质谱仪的分辨本领由几个因素决定： （i）离子通道的半径； (ii）加速器与收集器狭缝宽度； （iii）离子源的性质。 质谱仪的分辨本领几乎决定了仪器的价格。分 辨率在 500左右的质谱仪可以满足一般有机分析的 要求，此类仪器的质量分析器一般是四极滤质器、 离子阱等，仪器价格相对较低。若要进行准确的同 位素质量及有机分子质量的准确测定，则需要使用 分辨率大于10000的高分辨率质谱仪，这类质谱仪 一般采用双聚焦磁式质量分析器。目前这种仪器分 辨率可达 100000 ，当然其价格也将会是低分辨率 仪器的4倍以上。
近二十年来,“软电离”技术成功地实现了蛋白 质、核酸、多糖、多肽等生物大分子准确分子量 测定以及多肽和蛋白质中氨基酸序列的测定。
以某种方式使有机分子电离，破碎，然后按离子的质荷比 （m/z）大小把生成的各种离子分离，检测它们的强度，并将 其排列成谱,称为质谱;离子按其质荷比大小排列而成的谱图则 称作质谱图（Mass Spectrum）
2.1.7 质谱仪的主要性能指标
色谱与质谱学3
MRM(Multiple Reaction Monitoring-多反应检测):
串联质谱的一种采集方式, 同时以SIR方式检测母离子与子离子, 特点是高选择性和高灵敏度相结合,适用于痕量目标监测物的定 量分析
质谱的名词术语
离子源(Ion source):
质谱仪器中使样品电离生成离子的部件。如：EI，FAB，ESI， APCI等
总离子流图(Total ions current,TIC): 在选定的质量范围内, 所有离子强度的总和对时间或扫描次数所作的图。色质联 用时, TIC即色谱图
质谱的名词术语 分子离子: 分子失去一个电子生成的离子,其质荷比等于分子。
准分子离子: 指与分子存在简单关系的离子,通过它可以确定分子量。 例如:分子得到或失去一个氢生成的离子: (M+H)+,(M-H)-就是最常见的 准分子离子。 碎片离子: 分子离子裂解所生成的产物离子。激发态分子离子以多种 方式裂解生成的离子，碎片离子还会进一步裂解生成更小质量的碎片 离子，还会生成重排离子 母离子与子离子： 任何离子进一步裂解产生了某离子,则前者称为母 离子，后者称为子离子
R = m / m
m为质谱计可分辨的相邻两峰的质量差
m为可分辨的相邻两峰的平均质量
分辨率（ R ）是两峰间的峰谷为峰高的10%时的测定 值，即两峰各以5%的高度重叠。
质量分辨率的定义
–分辨率:质谱上是指分 开相邻离子的能力 –分辨率越高,越能区分 小的质量差 传统分辨率的计算公式:
分辨率R = m/Δm
质谱图给出的二维信息
质荷比及离子丰度均能表征化合物的结构特征
离子的质荷比m/z
仪器分析第四版课后习题答案
仪器分析第四版课后习题答案仪器分析第四版课后习题答案仪器分析是化学分析的重要分支，通过使用各种仪器设备来进行样品分析和定量分析。
仪器分析第四版是一本经典的教材，为学习仪器分析的学生提供了一系列的习题。
本文将为大家提供一些仪器分析第四版课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章：仪器分析概述1. 仪器分析的定义是什么？仪器分析是通过使用各种仪器设备来进行样品分析和定量分析的化学分析方法。
2. 仪器分析的优点是什么？仪器分析具有高灵敏度、高选择性、高准确度、高速度等优点，能够满足各种样品的分析需求。
3. 仪器分析的分类有哪些？仪器分析可以分为光谱分析、电化学分析、色谱分析、质谱分析等多个分类。
第二章：光谱分析1. 紫外可见吸收光谱是什么原理？紫外可见吸收光谱是通过测量样品对紫外和可见光的吸收来确定物质的浓度和结构的一种分析方法。
2. 红外光谱是什么原理？红外光谱是通过测量样品对红外光的吸收和散射来确定物质的结构和功能基团的一种分析方法。
3. 质谱分析是什么原理？质谱分析是通过测量样品中离子的质量和相对丰度来确定物质的分子结构和组成的一种分析方法。
第三章：电化学分析1. 电化学分析的基本原理是什么？电化学分析是通过测量样品中的电流、电压和电荷等电化学参数来确定物质的浓度和性质的一种分析方法。
2. 电化学分析中常用的电极有哪些？常用的电极包括玻碳电极、金属电极、离子选择性电极等。
3. 循环伏安法是什么原理？循环伏安法是通过在电化学电位上进行循环扫描，测量电流和电压之间的关系来确定物质的电化学行为和浓度的一种分析方法。
第四章：色谱分析1. 气相色谱分析是什么原理？气相色谱分析是通过将样品在气相中与固定相相互作用，利用物质在固定相中的分配和吸附特性来分离和分析样品的一种方法。
2. 液相色谱分析是什么原理？液相色谱分析是通过将样品在液相中与固定相相互作用，利用物质在固定相中的分配和吸附特性来分离和分析样品的一种方法。
质谱分析原理
质谱分析原理质谱分析是一种用来确定化合物分子结构和组成的重要方法。
它通过测量分子或原子离子的质量和相对丰度，从而得到样品的质谱图，进而推断出化合物的结构和组成。
质谱分析在化学、生物、药学、环境科学等领域都有着广泛的应用。
质谱分析的基本原理是将样品中的化合物转化为气态离子，然后通过质谱仪进行分析。
首先，样品中的化合物被加热或者化学反应，产生气态离子。
然后，这些离子被加速器加速，并进入质谱仪的质子飞行管。
在飞行管中，离子按照其质量-电荷比被分离并加速，最终到达检测器。
检测器会记录下不同质量-电荷比的离子的相对丰度，形成质谱图。
质谱图是质谱分析的结果，它是质谱仪输出的一个图形，横轴表示质荷比，纵轴表示相对丰度。
通过观察质谱图，可以得到样品中的化合物的分子量、分子结构、碳氢比等信息。
根据质谱图的特征峰，可以推断出样品中的化合物的种类和含量。
质谱分析的原理基于离子的质量-电荷比。
不同的化合物由于其分子结构和组成不同，其离子的质量-电荷比也不同。
因此，质谱分析可以通过测量离子的质量-电荷比来区分不同的化合物。
通过比对标准物质的质谱图，可以确定未知物质的组成和结构。
质谱分析的原理还包括离子化方法、质谱仪的结构和工作原理等方面。
离子化方法包括电子轰击离子化、化学离子化、电喷雾离子化等。
不同的离子化方法适用于不同类型的样品。
质谱仪的结构包括离子源、质子飞行管、检测器等部分，每个部分都有着特定的功能。
质谱仪的工作原理是基于离子在电场中运动的原理，通过加速和分离离子来得到质谱图。
总的来说，质谱分析原理是基于离子的质量-电荷比来确定化合物的结构和组成。
通过测量离子的质量-电荷比，得到质谱图，从而推断出样品中的化合物的信息。
质谱分析在化学、生物、药学等领域有着广泛的应用，是一种非常重要的分析方法。
第二章 脂质
2. 蜡
•概念：长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯。脂肪酸长度C14-C36， 醇的长度约C16-C30。简单的通式：RCOOR’ •蜡分子含有很弱的极性头部（酰基部分）和非极性尾巴(两条长烃链)， 所以蜡完全不溶于水，其硬度取决于烃链的长度和不饱和度。 •蜡可作为能量储存(例如浮游微生物)、防水、防害虫、化妆品等广泛用 途。
2.2 固醇衍生物——胆汁酸
• 在肝脏中由胆固醇直接转化而来； •是机体内胆固醇的主要代谢产物； •3,7,12位上为α羟基，10及13位上 甲基为β取向，羧基伸向羟基一面，
所以胆汁酸也是两亲分子； •胆汁酸是肠道的去污剂，能乳化 油脂，形成微团，从而便于水溶性 脂酶发挥作用，促进肠道中油脂及 脂溶性维生素的消化吸收。
2. 甘油糖脂
二酰甘油分子3-OH以糖苷键与糖基相连，例如单半乳糖二酰基甘油：
衍生脂类：萜类和类固醇
萜类与类固醇：
•衍生脂类，不含脂肪酸,不可皂化； •重要的活性脂质； •以乙酸为合成前体. 1. 萜类(terpene)
尾
头 头尾相连
尾尾相连
按照异戊二烯数目，萜类分为单萜、倍半萜、双萜等
2. 类固醇（甾类）
2、脂质的分类
① 单纯脂质 ：脂肪酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。 例如： • 三酰甘油：为甘油与3分子脂肪酸结合所成，称脂肪或真脂，也称 中性脂。
• 蜡：高级脂酸与高级一元醇所生成的酯，如虫蜡、蜂蜡等。
② 复合脂质：除了脂肪酸与醇之外，同时含有其他非脂性物质，如 糖、磷酸及含氮碱等。复脂分磷脂与糖脂两大类。
• 氢化、卤化和碘值：
氢化或卤化：油脂中的不饱和脂肪在有催化剂如 Ni 的影响下，其脂肪酸的双 键可与氢或卤素加成反应而成饱和脂，这个作用称氢化或卤化。氢化可将液 态植物油转变成固态脂。 碘值：卤化反应中吸收卤素的量反应不饱和键的多少，通常用碘值表示，即 100g油脂卤化时所能吸收的碘克数。 • 酸败和酸值： 酸败：油脂中的不饱和成分自动氧化后，产生过氧化物进而降解成挥发性酮 、醛、酸的混合物，产生难闻气味，这种现象为酸败。 酸败原因有二：①自动氧化，即空气中的分子氧在常温常压下使油脂氧化产 生过氧化物进而降解成挥发性醛、酮、酸的混合物；②因微生物的作用，把 油脂分解为游离脂肪酸和甘油，产生低级脂肪酸或者酶促产生挥发性低级酮 。故陈腐脂类酸败的原因，大概不外乎水解与氧化。 酸败程度的大小用酸价来表示。酸价就是中和1g脂类的游离脂酸所需的 KOH mg数。
生物化学第2章 脂质
蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。因此可以通过密度梯度超速离心
方法分离血浆脂蛋白。
第三十八页，编辑于星期一：十六点 三分。
血浆脂蛋白
载脂蛋白
极性外壳层
磷脂 游离胆固醇
载脂蛋白
•两亲分子：极性C3羟基，非极性烷 烃侧链及甾核； •生物学作用：细胞膜的重要组成；
是类固醇激素和胆汁酸的前体；动 脉粥样硬化斑块成分之一；是生理 必需，但过量有害，例如胆结石就 是胆固醇的晶体。
第三十五页，编辑于星期一：十六点 三分。
2.2 固醇衍生物——胆汁酸
• 在肝脏中由胆固醇直接转化而来； •是机体内胆固醇的主要代谢产物； •3,7,12位上为α羟基，10及13位上甲
（三）脂肪酸的理化性质 ➢烃链的长度和不饱和度影响脂肪酸和含脂肪酸化合物的溶解度：
•烃链越长，溶解度越低 ➢烃链的饱和度影响脂肪酸和含脂肪酸化合物的熔点：
例如：室温下，12:0到24:0的饱和脂肪酸为蜡状固体，同样链长的 不饱和脂肪酸则为油状液体。
•不饱和键越多，熔点越低（有序性差，范德华力低） •顺式异构体熔点比反式低
硫酸脑苷脂
唾液酸
神经节苷脂GM1a
第三十页，编辑于星期一：十六点 三分。
2. 甘油糖脂
二酰甘油分子3-OH以糖苷键与糖基相连，例如单半乳糖二酰基甘油。主 要存在于植物界和微生物中。
第三十一页，编辑于星期一：十六点 三分。
衍生脂类：萜类和类固醇
第三十二页，编辑于星期一：十六点 三分。
萜类与类固醇：
磷脂酸的磷酸基进一步被极性醇X-OH 酯化后，形成甘油磷脂。
药物分析02章药物的鉴别试验
药物分析02章药物的鉴别试验药物的鉴别试验是指通过对药物的外观、理化性质、药效和药物成分等方面的检测，从而确定药物的真伪、鉴别其品质和评价其质量。
药物的鉴别试验是药物质量控制和药物品质评价的重要环节，对于保障药物的有效性和安全性具有重要意义。
一、外观鉴别试验药物的外观鉴别是最基本也是最直观的鉴别方法之一、药物的外观特征包括颜色、外观形状、气味等。
在鉴别药物的过程中，需要对照药物的外观标准，比较药物的差异。
二、理化性质鉴别试验理化性质鉴别试验包括熔点、燃烧性质、溶解性、吸湿性等。
这些理化性质的测定可以通过一系列的实验方法来完成。
比如，可以通过热量仪器测定药物的熔点，通过烧毛试验判断药物的燃烧性质，通过溶解度试验测定药物的溶解性，通过称量药物的含水量比较药物的吸湿性。
三、药效鉴别试验药效鉴别试验是一种通过药物作用方式来鉴别药物真伪和品质的方法。
在进行药效鉴别试验时，需要参照药物的治疗作用机制，通过对照药物的药效标准，进行动物试验或临床试验，比较药物的疗效。
四、药物成分鉴别试验药物成分鉴别试验是一种通过检测药物中的化学成分来鉴别药物真伪和品质的方法。
常用的药物成分鉴别试验方法包括色谱分析、质谱分析、核磁共振谱分析等。
通过这些方法，可以快速准确地分析药物中的化学成分，并与标准药物进行比较。
药物鉴别试验是一项复杂的工作，需要进行详细的实验操作和仪器设备的运用。
在进行试验过程中，需要注意实验条件的控制和结果的准确性。
同时，还需要对比药物的标准要求，结合实际情况，综合判断药物的真伪和品质。
药物的鉴别试验对于保障药物的有效性和安全性具有重要意义。
通过鉴别试验，可以及时发现药物的问题，对于深入研究和改善药物制剂具有指导意义。
同时，也可以帮助医护人员正确选择药物，确保患者的治疗效果和用药安全。
总之，药物的鉴别试验是药物质量控制和品质评价的重要环节。
通过外观鉴别试验、理化性质鉴别试验、药效鉴别试验和药物成分鉴别试验等方法，可以对药物进行全面的鉴别评价，从而保障药物的有效性和安全性。
第二章 有机质谱2
质谱图： ① 分子离子峰提供分子量， ② 碎片峰提供结构信息
复习质谱峰类型 分子在离子源中可产生各种电离，即同一分子可产生多种离子峰：分
子离子峰、同位素离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰等。
设有机化合物由A，B，C和D组成，当蒸汽分子进入离子源，受到电
子轰击可能发生下列过程而形成各种类型的离子： 分子离子
2、重排（脱掉中性分子）
麦氏（Mclafferty）重排反应
具有以下结构通式的化合物，可进行γ－H重排到不饱和 基团上，并伴随发生β键断裂的麦氏重排反应：
H QZ CY
X
-e
H QZ
CY X
QH Z CY
X
Z
+ QH
C
Y
X
醛、酮、羧酸、酯都可发生麦氏重排，产生特征质谱峰。
OH R
γ
RC
α
β
OH R RC
HN(C2H5)2 73
① H
H3C
- CH2=CH2
②
H2
a
C
. N(C2H5)2
H2C
- CH3
N(C2H5)2
101
86
. ③ i - N(C2H5)2
④ i - CH2=NC2H5
+ C2H5 29
+ C2H5 29
第二章 有机质谱
➢质谱概述 ➢质谱仪及其原理 ➢有机化合物的质谱反应及机理 ➢各类化合物的质谱特征 ➢有机化合物质谱解析 ➢生物质谱技术及联用技术
R' CR Y
R + CR Y
c、含π键的化合物
R1 CH2 CH
CH2
－ e R1 CH2 CH
分析化学-质谱法
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3、芳烃
⑴分子离子峰稳定，峰较强。
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⑵烷基取代苯容易发生β-裂解(β-cleavage)，产生m/z为91 的稳定的 卓翁 离子(tropylium ion),这是烷基取代苯的重 要特征。
CH 2 R R
CH 2
CH 2 扩环
β -裂解
⑶ 卓翁 离子可进一步裂解，产生环戊二烯（m/z65）m/及z 91
样品需要加热气化后进行离子化，
灵敏度高，图谱复杂，获得的信息多 不适用于难挥发、热稳定性差的
EI
化合物（重现性差 ）
有丰富的碎片信息和成熟的离子开环理 论
样品需要加热气化后进行离子化，
属于软电离方式，准分子离子峰强度大 不适用于难挥发、热稳定性差的
CI
化合物
易获得化合物管能团的信息
离子化过程中样品无需加热气化，适用
4、分子离子峰与邻近峰的质量差应是合理的。 5、M-1峰
二、分子量的测定
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三、分子式的确定
1、同位素峰强比法
⑴计算法 ⑵Boynon表法
2、精密质量法
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第五节 几类有机化合物的质谱
一、烃类
1、饱和烷烃
2、链烯
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M + e- M• + + 2e-
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The spectra from EI mass spectrometers have many peaks arising from many fragments (daughter peaks).
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第二章
质谱分析法
◆含卤素、S、O、N等杂原子时，杂原子 将优先失去电子。 + O: O· R-C-R′ +(~10eV)e R-C-R′ +2e
.. N
H
吡咯
+(~10eV)e
+· N H
+2e
第二章
质谱分析法
+ ·
◆烯烃、炔烃和芳香环，双键的某碳原子优 先失去1个电子，形成1价正离子。 R-CH=CH-R′ +(~10eV)e R-CH-CH-R′ +2e
CH4的质谱数据 m/z 12 13 14 15 16 相对丰度 3.85 9.71 18.82 96.3 100 离子形式 C.+ CH.+ CH2.+ CH3.+ CH4+ 17 1.12 13CH + 4
M:M+1=100:1.12 若分子中有2个C原子，则M:M+1=100:2.24 若分子中有3个C原子，则M:M+1=100:3.4
中性分子
分子离子
+ + M ·—自由基正离子,奇数电子,用OE ·表示；
M+—正离子,偶数电子,用EE+表示； B. —自由基,奇数电子。
第二章
质谱分析法
●有关分子离子的几点说明: ①．失电子顺序 n > > 如：在C=O上 n 电子的电离能为9.8eV； 电子的电离能为10.6eV； 电子的电离能为11.5eV。
CH3 C4H9-C-C2H5 CH3 m/z128 最难 C4H9-C-C2H5 + · CH3 CH3
m/z113
+
质谱分析法
CH3 · 4H9+ +C-C2H5 C CH3
m/z 71
+ · 优先断裂
CH3 · 2H5+ C4H9-C+ C CH3
m/z 99
第二章
质谱分析法
(2)同位素峰（isotopic peak，教材P18表2-2）
+
+(~10eV)e
·
+2e
第二章
质谱分析法
·
◆烷烃只有 键，失电子位臵难以确定，分子 形成失去1个电子的单电子键。 +
R-CH2-CH2-R′ +(~12eV)e R-CH2-CH2-R′ +2e 一般情况： C-C
C-H
k=3.4×105J/mol
k=4.1×105J/mol
失电子优先发生在C-C键上。
第二章
n 展 开 式
质谱分析法
峰 强 度 比 M：M+2：M+4：M+6
1 2 3
a+b a： b a2+2ab+b2 a2： 2ab： b2 a3+3a2b+3ab2+b3 a3： 3a2b： 3ab2： b3 ……
第二章
质谱分析法
●例如：某有机分子含有1个Cl原子：
35Cl: 37Cl=75.5%:24.5%≈3:1
●扫描方式：必须使R不变,使离子刚好通
过收集器狭缝。
第二章
质谱分析法
●扫描方式如下： ◆H恒定时, m/z与V成反比, V , m/z ,这种操作称电扫描 （ Electric scanning）
第二章
质谱分析法
◆ V恒定时，m/z与H2成正比，H m/z ,这种操作称磁扫描 （ Magnetic scanning）
第二章
●相对丰度
质谱分析法
以基峰（质谱图中强度最大的峰）为 100%，其余的峰按与它的比例计算出的 相对于基峰的强度，也叫百分强度 在图中以线高度表示出的强度值称为 相对丰度。
基峰
/%
28
m/z
仪器记录的质谱图
相 对 丰 度
m/z
条图（棒图）
第二章
质谱分析法
●常用棒图（bar graph）或条图。 ●基峰（base peak）：相对丰度最大 的峰。
●霍尔效应探头（Hall effect probe)：
使H2转换为单一变量，即令X= H2。
基峰
m/z m/z 仪器记录的质谱图 空气的质谱图 条图（棒图）
第二章
质谱分析法
●质谱分析的基本原理： 将气态样品分子进行轰击，裂 解成不同质荷比(m/z)的正离子，经 质量色散后，依次检测，绘制出质 谱图，根据质谱图求得样品分子的 摩尔质量、元素组成及分子结构。
第二章
质谱分析法
● 1951年 Brown（布朗） 进行了催化裂化汽 油的烃组成分析（ PONA值的测定）。 ● 1960年以后，美国材料实验协会(ASTM, American Society for Testing Material) 将质谱法应用于汽油、煤油、柴油、润滑油 和烯烃聚合物的类型组成分析中。建立了12 个标准的质谱分析方法 。 ● 1970年以后，用质谱法研究石油、重油、煤、 页岩等矿物燃料中的天然有机物结构分析方 法。
第二章
3. 各类离子峰
质谱分析法
(1)分子离子峰(molecular/parent ion peak) ●气态分子受电子束轰击，失去1个电子形 成的正1价离子，称分子离子或母体离子， 所对应的质谱峰称分子离子峰或母峰 （Parent ion peak）。
第二章
质谱分析法
+ M · +2e
M： + e
第二章
质谱分析法
§2-2 基 本 原 理
一、 质谱分析的过程及质量色散(The process of MS and principle of mass dispersion) 1. MS的分析过程
第二章
样品气化 (加热或减压) 电离室 (10~100eV)
质谱分析法
电场加速 (800~8000V) 磁场分离 (按m/z分离)
离子源 真空系统 （10-7mmHg） 检测 检测器 放大 狭缝
显示、记录
收集器
质量分析器
第二章
质谱分析法
●MS分析的实质：根据质谱峰的质荷
比位臵确定带电离子的质量；根据 质谱峰的强度，确定带电离子的数 目，即丰度 。
● 质量色散：带电离子在均匀磁场中
按质荷比不同而依次排列分开的现 象。
第二章
2．质量色散方程式 向心力 Fa=H· e·
ห้องสมุดไป่ตู้
第二章
质谱分析法
第二章
1. 分析范围广
质谱分析法
二、质谱分析的特点
2. 灵敏度和分辨率高 检测下限～10-24g ●MS法可以精确测定样品分子的摩尔质量,推 测样品的化学式、结构式、同位素的丰度比。 3. 分析速度快，样品用量少
第二章
质谱分析法
●质谱分析的局限性 ：高摩尔质量化合物 的测定有困难。价格昂贵，操作需要高 真空，造成使用和维护困难。 ● MS主要用途：确定同位素、化合物的 摩尔质量、化学式、结构式、气体分析、 纯混合物组分含量测定。
第二章
34S
质谱分析法
●重要的同位素峰是
： 34S / 32S=4.44%
37Cl： 37Cl/ 35Cl=32.5%
81Br： 81Br/ 79Br=97.9%
●可以通过M、M+2峰的强度比来判断有 机分子中是否含有S、Cl、Br元素，及分 子中所含的这些原子的个数。
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质谱分析法
●分子中同位素原子的个数n和元素轻、重 同位素的丰度a、b与同位素强度的关系 符合（a+b）n的展开式规律。 a — 轻同位素在自然界中的丰度值； b — 重同位素在自然界中的丰度值； n — 化合物中所含同位素的原子个数。
质谱分析法
●各类有机离子的稳定性顺序(教材P18) 芳烃≥芳杂烃 > 共轭烯烃 > 环烷烃 > 烯烃 > 羰基化合物 > 直链烷烃 > 硫醇 > 胺 > 酯 > 醚 > 酸 > 醇 > 多侧链烷烃 ●正碳离子的稳定性顺序 叔> 仲> 伯 ●分子离子断裂时的一般规律是：大基团 形成自由基优先离去。
第二章
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质谱分析法
●质谱的分析过程：
◆气体、液体或固体分子蒸气受到一定能量 的电子轰击，丢失一个价电子形成一价离 子称分子离子(molecular ion)。
◆在电子的进一步轰击下，分子离子被裂解
为碎片离子(fragment ion)。
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质谱分析法
◆这些带正电荷的离子在电场和磁场的作 用下按质荷比（mass charge ration，离 子的质量与电荷的比值，记为：m/e或 m/z）的大小顺序依次分开，排列成谱， 记录得质谱。 ◆根据MS峰的m/z位臵和强度可以获得分 子的结构信息和摩尔质量。
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质谱分析法
●1918年 J.Dempster（捷· 丹普斯特）和 1919年 F.W.Aston（弗· 阿斯顿）制造 胡· 了第一台质谱计，用于测定同位素和摩 尔质量。理论创建研究工作阶段 ●1935年（Worldwar Ⅱ）Tayler（泰勒） 用改进的阿斯顿仪器开始研究有机质谱; ●1940年 CEC（美国联合电力公司）生产 出有机质谱仪（CEC-21-101型质谱计）;
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质谱分析法
Mass Spectrometry Mass Spectrometric Analysis （MS）
§2-1 概 述
一、质谱法的产生及发展历史 ●1898年，W.Wien（维恩） 实现了使正离子 在电场和磁场中发生偏转 ； ●1912年 J.J.Thomason（托马逊）利用上述原 理实现了20Ne和22Ne两个同位素的分离；