從有機化合物的質譜圖中可以看到許多離子峰,這些峰的m/z和相對強度取決于分子結構,并與儀器類型,實驗條件有關。質譜中主要的離子峰有分子離子峰、碎片離子峰、同位素離子峰、重排離子峰及亞穩離子峰等。正是這些離子峰給出了豐富的質譜信息,為質譜分析法提供依據。
分子受電子束轟擊后失去一個電子而生成的離子M+稱為分子離子,例如:M+e¨→M+ + 2e¨,在質譜圖中由M+ 所形成的峰稱為分子離子峰。因此,分子離子峰的m/z值就是中性分子的相對分子質量Mr,而Mr是有機化合物的重要質譜數據。
質譜圖是分析化學中用于確定樣品的分子量及分子結構的關鍵工具。在質譜圖中,我們會遇到各種不同的離子峰,這些峰對應于樣品分子或其碎片在質譜儀中的質荷比(m/z)。主要離子峰通常包括分子離子峰、基峰以及各種碎片離子峰,它們各自代表了樣品分子在不同條件下的離子化狀態和斷裂模式。解析這些離子峰是質譜分析中至關重要的步驟,有助于揭示未知化合物的結構信息。
離子峰類型 | 描述 | 典型特征 |
---|---|---|
分子離子峰 (M) | 整個分子被離子化而形成 | 通常是質譜圖中質量最高的峰 |
基峰 | 最穩定的碎片離子,強度最高 | 用作其他峰相對強度的參考點 |
亞穩離子峰 | 由不穩定的碎片離子在飛行過程中進一步裂解產生 | 表現為質荷比較低,形狀寬散 |
同位素峰 | 由含有同位素的分子產生 | 出現在分子離子峰旁邊,強度較低 |
碎片離子峰 | 分子離子進一步斷裂產生的碎片 | 提供有關分子結構的詳細信息 |
吸附離子峰 | 樣品分子與溶劑分子或其他基質形成的復合離子 | 可能在低質荷比區域出現 |
多電荷離子峰 | 分子獲得或失去多個電荷 | 表現為質荷比實際低于分子質量 |
同位素離子峰
在組成有機化合物的常見十幾種元素中,有幾種元素具有天然同位素,如C,H,N,O,S,Cl,Br等。所以,在質譜圖中除了最輕同位素組成的分子離子所形成的M+峰外,還會出現一個或多個重同位素組成的分子離子峰,如(M+1)+、(M+2)+、(M+3)+等,這種離子峰叫做同位素離子峰。
對應的m/z為M+1、M+2、M+3表示。人們通常把某元素的同位素占該元素的原子質量分數稱為同位素豐度。同位素峰的強度與同位素的豐度是相對應的,下表列出了有機化合物中元素的同位素豐度及峰類型。