Elektronionizáció

Az elektronionizáció vagy elektronütközés (EI, Electron Ionization vagy Electron Impact) a tömegspektrometriában a gázfázisban lévő anyagok ionizálásának leggyakoribb módszere .

Az elektronionizáció során a vizsgált anyag molekulái belépnek az emittáló katódról az anódra mozgó elektronok áramlásába. A mozgó elektronok energiája általában 70 eV, ami a de Broglie -képlet szerint megfelel a szerves molekulákban található standard kémiai kötés hosszának (kb. 0,14 nm). Az elektronok az elemzett molekulák ionizációját okozzák gyökkationok képződésével:

M + e − = M .+ + 2e −

Az elektronionizáció vákuumban megy végbe (hasonlítsa össze a kémiai ionizációval ), hogy megakadályozza a légköri gázionok tömeges termelését, amelyek rekombinálódhatnak és elpusztíthatják az analitikus ionokat.

Mivel az elektronok energiája sokkal nagyobb, mint a kémiai kötés energiája, az ionok széttöredeznek. Az elektronfragmentáció során kialakuló ionfragmentáció kémiája jól tanulmányozott, ezért a fragmentumok tömegének és intenzitásának ismeretében megjósolható az anyag kezdeti szerkezete [1] . Az elektronionizációs módszerrel nyert tömegspektrumok jól reprodukálhatók , ezért ma már léteznek olyan könyvtárak, amelyek több százezer spektrumot tartalmaznak különféle anyagokból, amelyek nagyban megkönnyítik a kvalitatív elemzést .

Egyes anyagok nagyon intenzív fragmentáción mennek keresztül, és csak kis molekulatömegű fragmentumokat hoznak létre, amelyek megnehezítik az azonosítást. Az ilyen anyagok elemzésére létezik egy alternatív kémiai ionizációs módszer is .

Egy szerves vegyület molekulájának ionizációs potenciálja általában 15 eV alatt van, ezért az 50 eV vagy annál nagyobb energiájú elektronok bombázása többlet belső energiát ad a keletkező molekulaionnak. Ez az energia részben disszipálódik a kovalens kötések felszakadása miatt, amelyek energiája 3-10 eV tartományba esik.

Az ilyen bomlás jellemzően szelektíven megy végbe, a kötések széles skáláját rögzíti, nagymértékben reprodukálható és jellemző egy adott vegyületre. Sőt, a fragmentációs folyamatok előre jelezhetők, és éppen ezek határozzák meg a tömegspektrometria szerkezeti elemzési lehetőségeit. Gyakran előfordul, hogy a molekulaion energiafeleslege túl magas, ami a tömegspektrum csúcsának eltűnéséhez vezet (ennek oka a molekulaion instabilitása lehet). Az elektronsugár energiájának csökkentése általános módszer a molekulaionok előállítására, miközben a fragmentáció mértéke jelentősen csökken. Ennek a technikának az a hátránya, hogy a spektrum megváltozik, és lehetetlenné válik összehasonlítása a "szabványos" irodalmi spektrummal.

A nyilvános adatbázisok egy része több mint 390 000 vegyület EI (elektron becsapódási) spektrumát tartalmazza, amelyeket keresőalgoritmusok segítségével könnyű megtalálni. [2]

Jegyzetek

1. ↑ Polishchuk V. R. Hogyan lássunk egy molekulát. - M., Kémia, 1979. - Példányszám 70 000 példány. - 114-120
2. ↑ R. Silverstein és munkatársai Szerves vegyületek spektrometrikus azonosítása. - Binom, 2011. - 577 p. - ISBN 978-5-94774-392-0 .