Elektronien ionisaatio

Elektronien ionisaatio tai elektroniisku (EI, Electron Ionization tai Electron Impact) on yleisin menetelmä kaasufaasissa olevien aineiden ionisoimiseksi massaspektrometriassa .

Elektroniionisaation aikana analysoitavan aineen molekyylit tulevat elektronivirtaan, joka liikkuu emittoivalta katodilta anodille. Liikkuvien elektronien energia on yleensä 70 eV, mikä vastaa de Broglien kaavan mukaan orgaanisissa molekyyleissä olevan kemiallisen standardisidoksen pituutta (noin 0,14 nm). Elektronit aiheuttavat analysoitujen molekyylien ionisaatiota, jolloin muodostuu radikaalikationeja:

M + e − = M .+ + 2e −

Elektroniionisaatio tapahtuu tyhjiössä (vertaa kemialliseen ionisaatioon ), jotta estetään ilmakehän kaasu-ionien massatuotanto, jotka voivat yhdistyä analyytti-ionien kanssa ja tuhota niitä.

Koska elektronien energia on paljon suurempi kuin kemiallisen sidoksen energia, tapahtuu ionien pirstoutumista. Elektronisen fragmentoinnin aikana tapahtuvan ionien fragmentoitumisen kemia on hyvin tutkittu, joten fragmenttien massat ja niiden intensiteetit tuntemalla voidaan ennustaa aineen alkurakenne [1] . Elektroni-ionisaatiomenetelmällä saadut massaspektrit ovat hyvin toistettavissa , joten nykyään on olemassa kirjastoja, jotka sisältävät satoja tuhansia eri aineiden spektrejä, mikä helpottaa suuresti kvalitatiivista analyysiä .

Jotkut aineet pirstoutuvat erittäin voimakkaasti, jolloin muodostuu vain pienimolekyylisiä fragmentteja, jotka vaikeuttavat tunnistamista. Tällaisten aineiden analysoimiseksi on olemassa vaihtoehtoinen kemiallinen ionisaatiomenetelmä .

Orgaanisen yhdisteen molekyylin ionisaatiopotentiaali on yleensä alle 15 eV, joten elektronien pommittaminen, jonka energia on 50 eV tai enemmän, siirtää ylimääräistä sisäistä energiaa tuloksena olevaan molekyyli-ioniin. Tämä energia hajoaa osittain kovalenttisten sidosten katkeamisen vuoksi, joiden energia on välillä 3-10 eV.

Tyypillisesti tällainen hajoaminen tapahtuu selektiivisesti, vangitsee laajan valikoiman sidoksia, on erittäin toistettavissa ja tyypillinen tietylle yhdisteelle. Lisäksi fragmentaatioprosessit ovat ennustettavissa, ja juuri ne määräävät massaspektrometrian laajat mahdollisuudet rakenneanalyysiin. Usein molekyyli-ionin ylienergia on liian korkea, mikä johtaa sen huipun katoamiseen massaspektrissä (syynä tähän voi olla molekyyli-ionin epävakaus). Elektronisuihkun energian vähentäminen on yleinen tekniikka molekyyli-ionin saamiseksi, kun taas fragmentoitumisaste vähenee merkittävästi. Tämän tekniikan haittana on, että spektri muuttuu ja sen vertailu "standardin" kirjallisuuden spektriin tulee mahdottomaksi.

Jotkut julkisista tietokannoista sisältävät yli 390 000 yhdisteen EI-spektrit (electron Impact), jotka on helppo löytää hakualgoritmeilla. [2]

Muistiinpanot

1. ↑ Polishchuk V. R. Kuinka nähdä molekyyli. - M., Chemistry, 1979. - Levikki 70 000 kappaletta. - s. 114-120
2. ↑ R. Silverstein et al. Orgaanisten yhdisteiden spektrometrinen tunnistus. - Binom, 2011. - 577 s. - ISBN 978-5-94774-392-0 .