东北石油大学：《有机波谱分析》课程教学资源（PPT课件）第五章 质谱 5.1 质谱的基本知识 5.2 分子离子与分子式 5.3 有机质谱中的裂解反应

第五章质谱 5.1质谱的基本知识 5.1.1定义: 使待测的样品分子气化,用具有一定能量的 电子束(或具有一定能量的快速原子)轰击气态分 子,使气态分子失去一个电子而成为带正电的分子 离子。分子离子还可能断裂成各种碎片离子,所有 的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比 (m/z)大小依次排列而得到谱图

5.1.1 定义： 使待测的样品分子气化，用具有一定能量的 电子束（或具有一定能量的快速原子）轰击气态分 子，使气态分子失去一个电子而成为带正电的分子 离子。分子离子还可能断裂成各种碎片离子，所有 的正离子在电场和磁场的综合作用下按质荷比 （m/z）大小依次排列而得到谱图。 第五章 质谱 5.1 质谱的基本知识

512离子化的方法 1.电子轰击(EI 2.化学电离(CI) 3.场致离(FI)和场解吸(FD) 4.快原子轰击(FAB) 5.电喷雾电离(ESI 513基本原理

5.1.2 离子化的方法 1. 电子轰击（EI） 2. 化学电离（CI） 3. 场致离（FI）和场解吸 （ FD ） 4. 快原子轰击（FAB） 5. 电喷雾电离（ESI） 5.1.3 基本原理

磁分析器 狭缝 离子源 离子捕集器 加速极和狭缝 记录器 试样 质谱仪示意图 离子生成后,在质谱仪中被电场加速。加速后其动能和位能相等 mv2=21(1) 其中m离子质量;v离子速度;z:离子电荷;κ加速电压

质谱仪示意图 离子生成后，在质谱仪中被电场加速。加速后其动能和位能相等 即： 1 2 2 mv zV = 其中 m: 离子质量；v: 离子速度；z: 离子电荷；V: 加速电压 (1)

当被加速的离子进入磁分析器时,磁场再对离子进行作用,让每 个离子按一定的弯曲轨道继续前进。其行进轨道的曲率半径决 定于各离子的质量和所带电荷的比值m/z。此时由离子动能产生的 离心力(m2/R)与由磁场产生的向心力(Hz)相等 HEv(2) 其中:R为曲率半径 R H为磁场强度 由此式得: RH 代入(1)式得: m/2B22 2这就是质谱的基本方程

当被加速的离子进入磁分析器时，磁场再对离子进行作用，让每 一个离子按一定的弯曲轨道继续前进。其行进轨道的曲率半径决 定于各离子的质量和所带电荷的比值m/z。此时由离子动能产生的 离心力(mv2 /R)与由磁场产生的向心力(Hzv)相等： 2 mv Hzv R = 其中：R为曲率半径 H为磁场强度 由此式得： RHz v m = (2) 代入(1)式得： 2 2 / 2 H R m z V = 这就是质谱的基本方程

5.1.4质谱图的组成 质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。 横坐标标明离子质荷比(mz)的数值,纵坐标标明各峰 的相对强度,棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的 个峰称为基峰,将它的强度定为100。 酮的质谱图 卅友 2 72(M:) 15 m/

质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。 横坐标标明离子质荷比（m/z）的数值，纵坐标标明各峰 的相对强度，棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的一 个峰称为基峰，将它的强度定为100。 丁 酮 的 质 谱 图 5.1.4 质谱图的组成

51.5质谱术语 基峰:质谱图中离子强度最大的峰,规定其相对强度(RI) 或相对丰度(RA)为100。 精确质量:低分辨质谱中离子的质量为正数,高分辨质谱给 出 分子离子或碎片离子的精确质量,其有效数字视 质谱计的分辨率而定。基于精确原子量。 CO、N2、C2H4的精确质量依次为: 27.9949、28.0062、28.0313

5.1.5 质谱术语 基峰：质谱图中离子强度最大的峰，规定其相对强度（RI） 或相对丰度（RA）为100。 精确质量：低分辨质谱中离子的质量为正数，高分辨质谱给 出 分子离子或碎片离子的精确质量，其有效数字视 质谱计的分辨率而定。基于精确原子量。 CO、N2、C2H4 的精确质量依次为： 27.9949、28.0062、28.0313

5.1.6质谱中的各种离子 1.分子离子 分子被电子束轰击失去一个电子形成的离 子称为分子离子。分子离子用M+表示。 分子离子是一个游离基离子 在质谱图上,与分子离子相对应的峰为分子离子峰 分子离子峰的应用: 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质 量,所以,用质谱法可测分子量

5.1.6 质谱中的各种离子 1. 分子离子 分子被电子束轰击失去一个电子形成的离 子称为分子离子。分子离子用 M+• 表示。 分子离子是一个游离基离子。 在质谱图上，与分子离子相对应的峰为分子离子峰。 分子离子峰的应用： 分子离子峰的质荷比就是化合物的相对分子质 量，所以，用质谱法可测分子量

2.同位素离子 含有同位素的离子称为同位素离子。在质谱图上 与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。 3.碎片离子 分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的 离子称为碎片离子。 4.重排离子 经重排裂解产生的离子称为重排离子。其结构并非 原来分子的结构单元

2. 同位素离子 含有同位素的离子称为同位素离子。在质谱图上， 与同位素离子相对应的峰称为同位素离子峰。 3. 碎片离子 分子离子在电离室中进一步发生键断裂生 成的 离子称为碎片离子。 经重排裂解产生的离子称为重排离子。其结构并非 原来分子的结构单元。 4. 重排离子

5.母离子与子离子 任何一离子进一步产生了某离子,前者称为母离 子,后者称为子离子 分子离子是母离子的一个特例。 6.奇电子离子与偶电子离子 具有未配对电子的离子为奇电子离子。 记为:M+.,A+ 这样的离子同时也是自由基,具有较高的反应活性 无未配对电子的离子为偶电子离子。如:D

5 . 母离子与子离子 任何一离子进一步产生了某离子，前者称为母离 子，后者称为子离子。 分子离子是母离子的一个特例。 6 . 奇电子离子与偶电子离子 具有未配对电子的离子为奇电子离子。 记为：M+. ，A+. …； 这样的离子同时也是自由基，具有较高的反应活性。 无未配对电子的离子为偶电子离子。如：D+

7.多电荷离子 失掉两个以上电子的离子是多电荷离子。 8.亚稳离子 从离子源出口到检测器之间产生的离子。 9.准分子离子 比分子量多或少1质量单位的离子称为准分子 离子,如:(M+H)+、(M+H) 不含未配对电子,结构上比较稳定

7 . 多电荷离子 失掉两个以上电子的离子是多电荷离子。 8. 亚稳离子 从离子源出口到检测器之间产生的离子。 9. 准分子离子 比分子量多或少 1 质量单位的离子称为准分子 离子，如：(M+H) + 、( M+H)+ 不含未配对电子，结构上比较稳定