Масс-спектрометр. Химия, 10 сынып, презентация, 1 сабақ

Сабақтың тақырыбы:

Масс-спектрометр

Оқу мақсаттары:

11.1.2.2 масс-спектрометр блок-схемасын білу;

11.1.2.3 масс-спектрометрдің негізгі бөліктерінің қызметін түсіну;

Жетістік критерийлері:

Оқушы оқу мақсатына жетеді, егер:

-масс-спектрометр блок-схемасын білсе;

-масс-спектрометрдің негізгі бөліктерінің қызметін түсіндіре алса;

Масс-спектрометр

http://www.youtube.com/watch?v=GSYueQzo2n8

Масс-спектрометрия

Масс-спектрометрия – молекула массасын және оның бөліктерінің массасын анықтап, оны идентификациялауға арналған әдіс. Бұл үшін электрондар ағынымен бейтарап молекула атқыланады. Осының нәтижесінде иондар түзіледі.

Оң зарядты түзілген иондар жеке-жеке бөлік, фрагменттерге ыдырайды да, олардың ағыны ток туындатады. Жекеленген фрагменттер ағыны туындататын ток шамасы мен оның массасы арасындағы байланыс масс-спектр түрінде тіркеледі.

Масс-спектрометр дегеніміз не?

Салыстырмалы атомдық массаны дәл анықтайтын құрал

Масс-спектрометр

Атомдар мен молекулалардың заряды

мен массасына сәйкес бөлінеді.

Бұны заттарды анықтау үшін қолдануға

болады

    - мысалы: заңсыз есірткіні анықтау

Масс-спектрометр

4 негізгі кезең:

Иондану

жылдамдату

ауытқу

тіркелу

---- = ауыр иондар

---- = детекторға жететін иондар

---- = жеңіл иондар

1 кезең: иондану

Электронның сәулесі сынамадағы атомдар мен молекулалардың электрондарын ұрады.

Бұл, әдетте, теріс иондарды (хлор сияқты) қалыптастыратын немесе тіпті ешқашан иондарды жасамайтын нәрселерге де қатысты (мысалы, аргон).

Барлығы дерлік бір электрондарын жоғалтады (~ 5% екі электрон жоғалтады)

Масс-спектрометрлер әрқашан оң иондармен жұмыс істейді !!!

Масс-спектрометр

2-этап: жылдамдату

Иондар тездейді, олардың барлығы бірдей кинетикалық энергияға ие.

3 кезең: ауытқу

Содан кейін иондар магнит өрісі арқылы өтеді, олар массаның зарядқа (m / z ) қатынасына сәйкес таралады, мұнда z - заряд (әдетте +1)

Масс-спектрометр

4 этап: тіркелу

Магнит өрісі біртіндеп ұлғайтылады  ауытқуды арттырады

Бұл массаның детекторға кіруі үшін иондарға мүмкіндік береді

Детектор иондарын соққанда, электрон қабылдайды, зарядсызданып және ток құрайды

Қазіргі құрылған әрбір ионның мол болуына пропорционалды

Масс-спектрометр

Қорытындылау:

1. Ионизация: атомдар ионға айналады

2. жеделдету: иондар жеделдетіледі

3. Ауытқу: олардың массасы мен зарядына қарай ауытқиды

4. Тіркелу: Олар детекторда тіркеледі

Масс-спектрометр

ШАРТТАР:

1.Вакуум  сондықтан иондар ауа молекулаларымен соқтығыспайды (олардың детекторға жетуіне кедергі келтіруі мүмкін)

2. Газ тәрізді күйдегі заттар  Қатты заттар булану алдында тұрып қалады

Масс-спектрометр

4 негізгі кезең:

Иондану

жылдамдату

ауытқу

тіркелу

---- = ауыр иондар

---- = детекторға жететін иондар

---- = жеңіл иондар

Масс-спектрлер графикке шығарылады

әр ион түрінің салыстырмалы шыңдарын көрсетеді

Масс-спектрометр

Цирконийдің

масс спектрі

ФРАГМЕНТТЕЛУ

Коваленттік байланыстың бұзылуына байланысты молекулалық иондық фрагменттер түзіледі:

[M]+. → X+ + Y.

Фрагментация үлгілерінен алынатын ақпарат – қайсы құрылымды жиі жасай алады.

R+ карбкатионы және ацил иондары [R-C=O]+ сияқты салыстырмалы тұрақты иондар жиі кездеседі.

Ион неғұрлым тұрақты болса, соғұрлым жоғары шың болады

ФРАГМЕНТТЕЛУ

Октан спектрінде C8H18+ түріне байланысты 114 сигнал пайда болды

Масс-спектрометр- молекулық ион

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

0

m/z

20 40 60 80 100

Abundance %

114

.

Соңғы сигналға байланысты түрлер молекулалық ион деп аталады және әдетте құрамның молекулалық массасына сәйкес келеді.

molecular ion

ҚОСЫЛЫСТАРДЫ ИДЕНТИФИКАЦИЯЛАУ

бутан

CH3CH2CH2CH3

C4H10  [C4H10]+. + e–

m/z 58

[C4H10]+.  [CH3CH2CH2]+ + .CH3

m/z 43

[C4H10]+.  [CH3CH2]+ + .CH2CH3

m/z 29

[C4H10]+.

[CH3CH2CH2]+

[CH3CH2]+

бромметан

CH3Br

CH381Br  [CH381Br]+. + e–

m/z 96

[CH3Br]+.  [CH3]+ + .Br

m/z 15

CH379Br  [CH379Br]+. + e–

m/z 94

[CH381Br]+.

[CH379Br]+.

[CH3]+

© www.chemsheets.co.uk A2 031 17-Jul-12

хлорэтан

CH3CH2Cl

CH3CH237Cl  [CH3CH237Cl]+. + e–

m/z 66

[CH3CH237Cl]+.  [CH237Cl]+ + .CH3

m/z 51

CH3CH235Cl  [CH3CH235Cl]+. + e–

m/z 64

[CH3CH235Cl]+.  [CH235Cl]+ + .CH3

m/z 49

[CH3CH2Cl]+.  [CH3CH2]+ + .Cl

m/z 29

[CH3CH237Cl]+.

[CH3CH235Cl]+.

[CH237Cl]+

[CH235Cl]+

[CH3CH2]+

дихлорметан

CH2Cl2

[CH237Cl35Cl]+.

[CH237Cl]+

[CH235Cl]+

[CH235Cl2]+.

[CH237Cl2]+.

37Cl : 35Cl = 1 : 3

37Cl2 : 35Cl37Cl : 35Cl2 = 1 : 6 : 9

Бір атомды элементтердің масс-спектрі. Бор.

Қолданылған ресурстар

http://www.abc.chemistry.bsu.by/structure/7-ms-1.pdf

www.CHEMSHEETS.co.uk

http://www.curriculum-press.co.uk/section/product-type/factsheets/subject/chemistry/?page=3

https://www.youtube.com/watch?v=HmRbE_4mFmQ&t=1741s

https://www.youtube.com/watch?v=Vdh6WNB_Pj0&t=378s

https://www.youtube.com/watch?v=J-wao0O0_qM