Фан: Физикавий тадқиқот усуллари

Фан: Физикавий тадқиқот усуллари

• Мавзу: Электрон ва ион спектроскопияси

Режа:

• Режа:
• 1. Молекуляр ионларнинг ҳосил бўлиши, бўлакли ионлар, метастабил ионлар ва уларнинг амалиётда ишлатиилиши.
• 2. Қайтадан гуруҳланувчи ионлар, кўп зарядли ионлар.
• 3. Масс-спектрни таҳлил қилиш йўллари.
• 4. Карбонилли бирикмалар ва алифатик гетероатомли ҳамда ароматик бирикмаларнинг масс-спектрлари.
• 5. Гетероароматик бирикмаларда масс-спектрларнинг ўзига хос хусусиятлари.

Молекуляр ионларнинг ҳосил бўлиши

• Молекуляр ионлар молекулага электронлар оқими таъсир эттирилганда молекуладан битта электроннинг чиқариб юборилиши натижасида ҳосил бўлади.
• М  е ————М*  2е
• Молекуляр ионларнинг массалари намунанинг молекула оғирлигини ва эмпирик формуласини ифода этади. Молекуляр ионлар бошқа ионлардан ўз ҳолати билан фарқ қилгани учун уни спектрдан осон аниқлаб олиш мумкин, аммо кўп ҳолларда уларнинг интенсивлиги жуда кичик бўлгани учун топиш анча қийинчилик туғдиради.
• Молекуляр ионларнинг барқарорлиги ҳосил бўлган бўлакли ионларнинг миқдорига нисбати билан белгиланади. Агар молекуляр ионнинг ҳосил бўлиши спектрда кузатилмаса, ионланиш натижасида ҳосил бўлган молекуляр ионнинг парчаланиш тезлиги юқори бўлишини кўрсатади. Молекуланинг ўлчами ва тармоқланишининг ошиши натижасида ионларнинг парчаланиш тезлиги ҳам юқори бўлади.

Бўлакли ионлар

Ионланиш потнциали. Ионланиш усуллари.

• Бир йўналиш бўйича бўлакчаларнинг ҳосил бўлиш чегараси молекуляр ионнинг (М) бошланғич ички энергияси билан белгиланади, ҳамда ионнинг ҳосил бўлиш ва уни ёзилиш вақти билан аниқланади. Шунинг учун ҳам масс-спектр фақат бўлакчаларнинг ҳосил бўлишигина бўлмай, балки маълум энергия ва вақтда уларнинг кўриниши ҳисобланади.

Ион манбасидаги М, А, В, С ионларнинг интенсивлиги.

Ионланиш потенциали. Ионланиш

• Масс-спектр максимал чўққига нисбатан бошқа ионларни фоизларда ифода этишдир. Шуни ҳам таъкидлаш керакки, масс-спектрда ҳамиша молекуляр ион асосий бўлмаслиги мумкин:
• Масс-спектр нейтрал молекулаларни ўрганмайди, шунинг учун ҳам масс-спектрни тахлил қилишда энг аввал қайси боғ узилишини ва қайси бўлак мусбат зарядини ўзида сақлаб қолишини билиш керак бўлади.

Мета-ксилолнинг масс-спектри (mе91 нинг интенсивлиги 100 бирликка тенг ёки интернсивлиги 100%).

Ионланиш жараёнида ҳамма боғлар ҳам кучсизланади, бунда бир боғ бошқа боғга нисбатан кўпроқ кучсизланиши мумкин.

• Ионланиш жараёнида ҳамма боғлар ҳам кучсизланади, бунда бир боғ бошқа боғга нисбатан кўпроқ кучсизланиши мумкин.
• Леннард-Джонсон ва Холл томонидан нейтрал молекуладаги молекула орбиталлар кўриб чиқилиб н-октан молекуляр ионидаги мусбат зарядларнинг тақсимланиши ҳисоблаб чиқилган. Молекула орбиталлари бир хил бўлмагани учун бутун молекуладаги мусбат зарядлар ҳам бир хил эмас, асосан C-С ва С-Н орбиталлар учун ҳисобланган. Зарядларнинг 23 фоизи марказдаги С-С боғида, 40 фоизи қўшни боғларда, кейинги боғларда 23 фоиз, ҳамда охирги С-С ва С-Н боғларда 7 фоиз тақсимланган.
• Заряднинг тақсимланишига асосан энг кўп учрайдиган ионларнинг массаси молекуляр ион массасининг ярмига тенг бўлиши мумкин.
• Ионларнинг парчаланиши босқичма-босқич рўй бериб, улар асосан бошланғич бўлакли ионлардан диссоциацияланиш жараёни натижасида ҳосил бўлади. Диссоциацияланишга боғ энергиясидан ташқари ўринбосарлар ва ҳосил бўлган бўлакли ионнинг барқарорлиги ҳам таъсир этади.

Пропаннинг парчаланиши.

Метастабил ионлар

Қайтадан гурухланувчи ионлар

Қайта гурухланиш тўйинмаган углеводородларда ҳам учрайди, аммо ҳамма қайта гурухланишни топиш осон эмас. Молекуляр ионнинг парчаланиши ва қайта гурухланиши натижасида ҳосил бўлган нейтрал бўлакчаларни топиш қийин, чунки бу жараёнга зарядланган зappaчалар ҳам учраши мумкин. Иккита нейтрал бўлакчалар бир-бири билан бирлашиб барқарор молекула ҳосил қилиши мумкин, шунинг учун ҳам масс-спектрда нейтрал бўлакчаларнинг метастабил ионларини ўрганиш мақсадга мувофиқдир, чунки у ёрдамида қайта гурухланиш бўлган ёки бўлмаганлигини билиш мумкин.

• Қайта гурухланиш тўйинмаган углеводородларда ҳам учрайди, аммо ҳамма қайта гурухланишни топиш осон эмас. Молекуляр ионнинг парчаланиши ва қайта гурухланиши натижасида ҳосил бўлган нейтрал бўлакчаларни топиш қийин, чунки бу жараёнга зарядланган зappaчалар ҳам учраши мумкин. Иккита нейтрал бўлакчалар бир-бири билан бирлашиб барқарор молекула ҳосил қилиши мумкин, шунинг учун ҳам масс-спектрда нейтрал бўлакчаларнинг метастабил ионларини ўрганиш мақсадга мувофиқдир, чунки у ёрдамида қайта гурухланиш бўлган ёки бўлмаганлигини билиш мумкин.

Масс-спектрометрларнинг турлари

Савол ва топшириқлар

• 1.Моддаларни масс-спектрометрга киритиш йўлларини тушунтиринг.
• 2. Масс-спектрометрда ионлар қандай ҳосил қилинади.
• 3. Молекуляр ионлар деб қандай заррачаларга айтилади?
• 4. Бўлакли ионларни ҳосил қилиш жараёнларини тушунтириб беринг.
• 5. Қайтадан гуруҳланувчи ионлар қандай ҳосил бўлади.
• 6. Қандай заррачаларга метастабил ионлар дейилади.
• 7. Изооктаннинг масс-спектрини чизинг.
• 8. Бутан ва изобутаннингмасс-спектрида қандай фарқлар мавжуд.

Эътиборингиз учун раҳмат