质谱法的原理&如何看质谱图？

2024-12-07 04:55:48

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回答1：

原理：

使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器，利用电场和磁场使发生相反的速度色散——离子束中速度较慢的离子通过电场后偏转大，速度快的偏转小；在磁场中离子发生角速度矢量相反的偏转，即速度慢的离子依然偏转大，速度快的偏转小；当两个场的偏转作用彼此补偿时，它们的轨道便相交于一点。

与此同时，在磁场中还能发生质量的分离，这样就使具有同一质荷比而速度不同的离子聚焦在同一点上，不同质荷比的离子聚焦在不同的点上，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

质谱法还可以进行有效的定性分析，但对复杂有机化合物分析就无能为力了，而且在进行有机物定量分析时要经过一系列分离纯化操作，十分麻烦。

而色谱法对有机化合物是一种有效的分离和分析方法，特别适合进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难，因此两者的有效结合将提供一个进行复杂化合物高效的定性定量分析的工具。

质谱图的解析大致步骤如下：

确认分子离子峰，并由其求得相对分子质量和分子式；计算不饱和度。

找出主要的离子峰（一般指相对强度较大的离子峰），并记录这些离子峰的质荷比（m/z值）和相对强度。

对质谱中分子离子峰或其他碎片离子峰丢失的中型碎片的分析也有助于图谱的解析。

用MS-MS找出母离子和子离子，或用亚稳扫描技术找出亚稳离子，把这些离子的质荷比读到小数点后一位。

配合元素分析、UV、IR、NMR和样品理化性质提出试样的结构式。最后将所推定的结构式按相应化合物裂解的规律，检查各碎片离子是否符合。若没有矛盾，就可确定可能的结构式。

已知化合物可用标准图谱对照来确定结构是否正确，这步工作可由计算机自动完成。对新化合物的结构，最终结论要用合成此化合物并做波谱分析的方法来确证

拓展资料：

质谱法特别是它与色谱仪及计算机联用的方法，已广泛应用在有机化学、生化、药物代谢、临床、毒物学、农药测定、环境保护、石油化学、地球化学、食品化学、植物化学、宇宙化学和国防化学等领域。

用质谱计作多离子检测，可用于定性分析，例如，在药理生物学研究中能以药物及其代谢产物在气相色谱图上的保留时间和相应质量碎片图为基础，确定药物和代谢产物的存在；也可用于定量分析，用被检化合物的稳定性同位素异构物作为内标，以取得更准确的结果。

在无机化学和核化学方面，许多挥发性低的物质可采用高频火花源由质谱法测定。该电离方式需要一根纯样品电极。如果待测样品呈粉末状，可和镍粉混合压成电极。此法对合金、矿物、原子能和半导体等工艺中高纯物质的分析尤其有价值，有可能检测出含量为亿分之一的杂质。

利用存在寿命较长的放射性同位素的衰变来确定物体存在的时间,在考古学和地理学上极有意义。例如,某种放射性矿物中有放射性铀及其衰变产物铅的存在，铀238和铀235的衰变速率是已知的，则由质谱测出铀和由于衰变产生的铅的同位素相对丰度，就可估计该轴矿物生成的年代。

参考资料：质谱法百度百科

回答2：

1、质谱就是真空中,利用电子束轰击待测化学物质的分子,将该分子打散,打成一个一个的带电荷的分子离子片段,再根据质谱仪上各个分子离子片段的出峰位置和强度,最终显示出各个离子的分子量以及相应浓度。

2、看质谱图,只要看特征峰就好了,不要每个峰都知道是什么,只有自己想要的峰。

化学物质的分子中,单纯依靠质谱来判断是否有某种化学分子存在的情况几乎不存在,更重要的是做为一种辅助监测手段。不过懂得看质谱图,利用质谱分析,还是有必要。

3、最右面的峰是全分子的离子峰,是化学物质的分子失去1个质子产生的峰,最右面的分子量最大了,显然分子片段不可能比全分子的分子量大,所以最右侧峰应该是大约相对分子量的数值。

氧上面加上正号,不一定是失去电子,多数情况下是氧又和一个质子（H+）结合了,从而多了一个正电荷。

扩展资料:

质谱中主要离子峰:

从有机化合物的质谱图中可以看到许多离子峰，这些峰的m/z和相对强度取决于分子结构，并与仪器类型，实验条件有关。质谱中主要的离子峰有分子离子峰、碎片离子峰、同位素离子峰、重排离子峰及亚稳离子峰等。正是这些离子峰给出了丰富的质谱信息，为质谱分析法提供依据。

参考资料:百度百科-质谱图

回答3：

看不懂质谱图?，我们怎么看质谱图？

质谱图的解释

在质谱图中，每个质谱峰表示一种质荷比 m/z 的离子，质谱峰的强度表示该种离子峰的多少。

横坐标表示 m/z （实际上就是磁场强度），由于分子离子或碎片离子在大多数情况下只带一个正电荷，所以通常 m/z 为质量数；纵坐标表示离子强度，在质谱中可以看到几个高低不用的峰，其高度代表了不同质荷比离子丰度/离子流强度。

质谱中离子的主要类型

当气体或蒸汽分子（原子）进入离子源（例如电子袭击离子源）时，受到电子轰击而形成各种类型的离子。

以A、B、C、D四种原子组成的有机化合物分子为例，它离子源中发生下列过程得到如下：

分子离子

ABCD+ eˉ——ABCD++2eˉ

此反应形成的离子ABCD+即为分子离子。

碎片离子

ABCD+——BCD+A+

CD+AB+——B+A+ 或 A+B+

AB+CD+——D+C+ 或 C+D+

重排离子

ABCD+——ADBC+——BC+AD+ 或 AD+BC+

同位素离子、亚稳离子

质谱峰

分子离子峰

分子电离一个电子形成的离子（ABCD+）所产生的峰，因为多数分子易于失去一个电子而带一个正电荷，所以分子离子的质荷比就是他的相对分子质量。

同位素离子峰

分子离子峰并不是质荷比最大的峰，在它右边常常还有M+1和M+2等小峰，这些峰是由于许多元素具有同位素的缘故，例如氢有1H、2H等。

由于各种元素的同位素在自然界中的丰度是一定的，因此同位素与分子离子峰的比值是一个常数。

碎片离子峰

产生分子离子只需要十几电子伏特的能量，而电子轰击源的能量更高，因而产生分子离子外，还能使化学键断裂，形成带正、负电荷和中性的碎片。

碎片离子的形成和化学键的断裂与分子结构有关，利用碎片峰可协助阐明分子的结构。

相对分子质量的测定

从分子离子峰可以准确地测定该物质的相对分子质量，其中最关键的是分子离子峰的判断，因为在质谱中最高质荷比的离子峰不一定是分子离子峰，由于同位素的原因，可能会出现M+1 或 M+2峰；若分子离子不稳定，有时甚至不出现分子离子峰。

如何判断质谱中的分子离子峰

1.分子离子稳定性的一般规律

(1) 碳链越长，分子离子峰强越弱

(2) 存在支链有利于分子离子峰的裂解，且峰很弱

(3)饱和醇类、胺类化合物的分子离子峰很弱

(4)环状分子一般有较强的分子离子峰

2.氮规则

不含氮或含偶数氮的有机物的相对分子量为偶数，含奇数氮的有机物相对分子量为基数。不符合此规则即不为分子离子峰。

3.与邻近峰质量差的合理性

分子离子峰能合理的丢失碎片，与其相邻质荷比较小的碎片关系合理。常见碎片如下图所示：

有些化合物没有分子离子峰

4.M±1峰

某些化合物（如醚、脂、胺、酰胺等）形成的分子离子不稳定，分子离子峰很小，甚至不出现。

但M±1峰却相当大。M+1峰是由于某些化合物的分子离子和中性分子在电离室内碰撞捕获一个H，这类化合物常常是醚、脂、胺、酰胺、氰化物、氨基酸等；出现M-1峰较典型的化合物为醛类、醇类或含氮化合物

5.降低电子流电压

碎片离子峰强度下降，离子峰的相对强度会增加。

分子式的确定

各元素具一定的同位素天然丰度，不同的分子式，M+1/M 和M+2/M的百分比都不同，并可以借此确定分子式。

结构的确定

各种化合物在一定能量的离子源中是按照一定的规律进行裂解而形成各种碎片离子的，所以根据裂解后形成的各种离子峰就可以鉴定物质的组成和结构。

解析未知样的质谱图

解析分子离子区

(1)标出各峰的质荷比数，尤其注意高质荷比区的峰。

(2)识别分子离子峰。首先在高质荷比区假定分子离子峰，判断该假定分子离子峰与相邻碎片离子峰关系是否合理，然后判断其是否符合氮律。若二者均相符，可认为是分子离子峰。

(3)分析同位素峰簇的相对强度比及峰与峰间的Dm值，判断化合物是否含有CI、Br、S、Si等元素及F、P、I等无同位素的元素。

(4)推导分子式，计算不饱和度。由高分辨质谱仪测得的精确分子量或由同位素峰簇的相对强度计算分子式。若二者均难以实现时，则由分子离子峰丢失的碎片及主要碎片离子推导，或与其它方法配合。

(5)由分子离子峰的相对强度了解分子结构的信息。分子离子峰的相对强度由分子的结构所决定，结构稳定性大，相对强度就大。对于分子量约200的化合物，若分子离子峰为基峰或强蜂，谱图中碎片离子较少、表明该化合物是高稳定性分子，可能为芳烃或稠环化合物。

例如：萘分子离子峰m/z 128为基峰，蒽醌分子离子峰m/z 208也是基峰。分子离子峰弱或不出现，化合物可能为多支链烃类、醇类、酸类等。

解析碎片离子

(1)由特征离子峰及丢失的中性碎片了解可能的结构信息。

若质谱图中出现系列CnH2n+1峰，则化合物可能含长链烷基。若出现或部分出现m/z 77，66，65，51，40，39等弱的碎片离子蜂，表明化合物含有苯基。若m/z 91或105为基峰或强峰，表明化合物含有苄基或苯甲酰基。若质谱图中基峰或强峰出现在质荷比的中部，而其它碎片离子峰少，则化合物可能由两部分结构较稳定，其间由容易断裂的弱键相连。

(2)综合分析以上得到的全部信息，结合分子式及不饱和度，提出化合物的可能结构。

(3)分析所推导的可能结构的裂解机理，看其是否与质谱图相符，确定其结构，并进一步解释质谱，或与标准谱图比较，或与其它谱（1H NMR、13C NMR、IR）配合，确证结构。

end

文章部分参考于《油品化学分析》《仪器帮》

回答4：

质谱法的原理如下：

质谱就是真空中，利用电子束轰击待测化学物质的分子，将该分子打散，打成一个一个的带电荷的分子离子片段，再根据质谱仪上各个分子离子片段的出峰位置和强度，最终显示出各个离子的分子量以及相应浓度。
最右面的峰是全分子的离子峰，是化学物质的分子失去1个质子产生的峰，最右面的分子量最大了，显然分子片段不可能比全分子的分子量大，所以最右侧峰应该是大约相对分子量的数值。
氧上面加上正号，不一定是失去电子，多数情况下是氧又和一个质子（H+）结合了，从而多了一个正电荷。

看质谱图的方法：

看质谱图，只要看特征峰就好了，不要每个峰都知道是什么，只有有自己想要的峰，就行了。
化学物质的分子中，单纯依靠质谱来判断是否有某种化学分子存在的情况几乎不存在，更重要的是做为一种辅助监测手段。不过懂得看质谱图,利用质谱分析,还是有必要的。