¿Cómo un espectrómetro de masas identifica isótopos

La espectrometría de masas proporciona información valiosa sobre la estructura de un compuesto molecular, incluyendo sus isótopos. Debido a que la espectrometría de masas determina los pesos de fragmentos, los átomos que, naturalmente, tienen isótopos pesados ​​se vuelven importantes.

Video: ISÓTOPOS DE UN ELEMENTO. Abundancia Masa atómica del Elemento Media Ponderada

Los isótopos son átomos que tienen el mismo número de protones y electrones, pero diferente número de neutrones.

efectos isotópicos se observan más fácilmente en compuestos que contienen los halógenos cloro (Cl) y bromo (Br). En la naturaleza, cloro consiste en aproximadamente 75 por ciento de la ³⁵isótopo Cl y aproximadamente 25 por ciento de la más pesada ³⁷Cl isótopo, en el que el cloro tiene dos neutrones adicionales. Esto significa que si 100 moléculas que contienen cloro fueron escogidos al azar, en promedio 75 de ellos contendría la ³⁵Cl isótopo, mientras que 25 de ellos pesaría dos unidades de masa más debido a que contienen el más pesado ³⁷isótopo Cl. Debido a que la espectrometría de masas pesa moléculas, se observarán estos isótopos más pesados ​​de masa en el espectro de masas.

De hecho, estos dos isótopos se verá en el espectro de masas. Pero debido a una muestra de una molécula que contiene cloro tiene tres veces más de la ³⁵Cl isótopo ya que tiene de la más pesada ³⁷isótopo Cl, el pico de ion molecular (que corresponde a las moléculas que contienen el ³⁵Cl isótopos) será tres veces más intensa como las dos unidades de masa pico más pesadas que corresponden a las moléculas que contienen el isótopo más pesado. Debido a que este pico isótopo pesado es de dos unidades de masa más pesada que el pico del ión molecular que contiene el ³⁵Cl isótopo, se llama el ion M + 2. (Si el isótopo pesado es más pesado por un neutrón, se llama la Peak- M + 1 isótopo por dos neutrones, el M + 2 Peak- por 3 neutrones, el M + 3, y así sucesivamente.)

Estos efectos isotópicos permiten detectar moléculas que contienen cloro, porque el espectro de una molécula que contiene cloro contendrá un pico que es dos unidades de masa más pesada que el ion molecular (M +) y que es un tercio tan intenso como el M + pico (ver la siguiente figura).

Video: ESPECTRÓMETRO DE MASAS Campo magnético ( Ejercicio )

El espectro de masas de 2-cloropropano (C₃MARIDO₇Cl).

de origen natural bromo consiste en una mezcla de isótopos que es aproximadamente 50 por ciento ⁷⁹Br y 50 por ciento ⁸¹Br. Por lo tanto, bromo se detecta fácilmente en el espectro de masas mediante la observación de un pico de aproximadamente igual intensidad dos unidades de masa mayor que el pico del ion molecular (como se puede ver en la siguiente figura).

El espectro de masas por bromuro de etilo (C₂MARIDO₅Br).

de origen natural de yodo es prácticamente el 100 por ciento ¹²⁹I, por lo que a diferencia de los espectros de cloro y moléculas que contienen bromo, moléculas que contienen yodo no muestro picos isotópicos. Sin embargo, compuestos de yodo a menudo se pueden observar mediante la observación del pico de yodonio (I⁺) En el espectro de masas en m / z 129.

Otros átomos tienen isótopos que son menos abundantes. Naturalmente carbono que ocurre contiene aproximadamente 1 por ciento de la ¹³C isótopo. Debido a una molécula que se compone de muchos carbonos tendrá una mayor probabilidad de tener una ¹³C átomo, moléculas con muchos átomos de carbono tendrá un mayor ¹³C pico isótopo en el espectro de masas de moléculas que contienen menos átomos de carbono. (Porque ¹³C es una unidad de masa más pesada que ¹²C, el pico de isótopos se llama el pico M + 1). Esto, de hecho, es una forma en bruto para determinar el número de átomos de carbono en la molécula, ya que el tamaño de la M + 1 isótopo pico en relación con el ion molecular (M + ) pico depende del número de átomos de carbono en la molécula.