武大第五版分析化学下册23章部分思考练习题

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1、思考、练习题23-1何为分子质谱？他与原子质谱有何区别？解：分子质谱是当代质谱学的主要组成部分，可获得无机、有机和生物分子的相对分子质量和分子结构，对复杂混合物各组分进行定性和定量测定。分子质谱和原子质谱的原理和仪器总体结构基本相同，但因研究对象不同，其仪器各部分结构、技术和应用与原子质谱有很大差异。一是分子质朴获得信息量比原子质谱大；二是分子质谱进化方式比原子质谱多；三是分子质谱有多种离子化技术；四是分子质谱与原子质谱测定质量范围不同；五是分子质谱与原子质谱的发展历程不同。23-2试说明分子质谱仪器主要组成部分和各自的功能，它们与原子质谱仪器有何不同？

2、解：分子质谱仪器由进样系统、离子源、质量分析器、检测器、真空系统及电子、计算机控制和数据处理系统组成。与原子质谱仪器差别较大的是进样系统和离子源。1.进样系统的目的是在不破坏真空环境、具有可靠重复性的条件下，将试样引入离子源。原子质谱被分析试样可直接作为离子源的一个或两个电极。常无独立进样器。以有机化合物为代表的分子质谱涉及试样种类繁多，存在形式有气体、液体、固体，相对分子质量范围宽，热稳定性差，多以混合物形式存在，这些均不同与有机元素。因此分子质谱有多种进样系统和方式，技术比较复杂。2.离子源的作用是将样品中的原子、分子电离成为离子，并使这些离子在离子

3、光源系统的作用下会聚成有一定几何形状和一定能量的离子束，然后进入质量分析器被分离。无机元素质谱一般采用高温热电离、火花电离等比较激烈且较成熟、适用的离子化技术；而有机分子一般不耐高温，采用能量相对较低的粒子流电离。3.质量分析器的作用是将离子源产生的离子按质荷比顺序分离。4.检测器的作用是获取由质量分析器打出来的离子。5.真空系统的作用是保证离子源中灯丝的正常工作，保证离子在离子源和分析器中正常运行，消减不必要的离子碰撞、散射效应、复合反应和离子-分子反应，减小本底与记忆效应。6.电子计算机控制和数据处理系统能快速准确地采集、处理、显示、给出数据，且能监

4、控仪器各部分工作状态、优化操作条件，可代替人工进行有机化合物定性、定量分析，直至全自动化操作。23-3试计算和说明：（1）在原子轰击源中，单电荷离子（z=1）通过V电场加速以后，试计算它获得的动能（KE）。（2）离子的动能跟它的质量有关么？（3）离子的速度跟它的质量有关么？解：（1）KE=zeU=1×1.6××=16×J；（2）在离子源中离子获得的动能与它的质量无关；（3）离子源引出离子运动速度平方与其质量成反比。23-4试计算采用70V电离电压加速电子的能量（J·），并与一般化学键能比较其大小。（阿伏伽德罗数为6.02×）。解：KE=70×1.6××6

5、.02×=6.7×J·因一般化学键的能量为200~600kJ·,70V电离电压加速电子的能量远远超过化学键裂解所需能量。23-5一台中分辨率仪器，其加速电压U选定为4000V，磁场半径R=15cm最高质量数定为800，试计算最高磁感应强度。解：根据公式m/z=e/(2U)化简为RB=144，带入U=4000V；R=15cm；m=800,解得B≈1.7×T23-6现有一台质谱仪，它的质量分析器的磁感应强度为1.4053T，离子运动的环境轨道的半径为12.7cm。如果要让分子离子为512/z(z=1)顺利通过出口狭缝，则需要给予多少的加速电压？解：根据公式m

6、/z=e/(2U)；带入R=12.7cm;B=1.4053T;m/z=512，解得U=3000V23-7试计算可分辨质量数为500和500.01仪器分辨率为多少？其分辨率质量精度为多少原子质量单位？在同样分辨率下，分别分离200及1000附近两对峰，其分辨精确度分别为多少原子质量单位？解：根据分辨率公式得：==50000；由题意可知其分辨率精度为原子质量单位；根据计算得知分辨率R=50000，因此分离200附近两对峰时分辨精确度为原子质量单位；分离1000附近两对峰时分辨精确度为原子质量单位。23-8试计算M=168，分子式为C6H4N2O4(A)和C1

7、2H24(B)两个化合物的IM+1/IM值？解：由题意计算得：C6H4N2O4(A)的与的强度比值=(1.08×6+0.016×4+0.37×2+0.04×4)％=7.46％C12H24(B)的与的强度比值=(1.08×12+0.016×24)％=13.34％23-9在一张谱图中，IM:IM+1为100:24，该化合物有多少个碳原子存在？解：由题知=24％，而碳的高质量同位素与丰度比最高的低质量同位素的百分比为1.08％，因此该化合物约有24/1.08=22个碳原子。23-10在C100H202中M+1对M的相对强度怎样？解：=(1.08×100+0.0

8、16×202)％=112％23-11何为分子离子？并说明如何获得、确定分子离子及