Fizik-kimyoviy tadqiqot usullarining umumiy xususiyatlari va klassifikatsiyasi

Mass spektraskopiya asoslari. Spektrlarni taxlil qilish usullari
Mass-spektroskopiya, mass spektrometriya — modda tarkibidagi atom va molekulalar spektri boʻyicha ularning massasini tekshirish usullari. Atom va molekulalari ionlashgan har bir modda t/ye nisbat bilan bir-biridan farq qiladi, bu nisbat (bunda t – massa, e^- – ion zaryadi) mass-spektrometrlar bilan oʻlchanadi. Olingan spektrga koʻra, modda massasi va jism tarkibidagi boshqa moddalar miqdori topiladi. Mass-spektroskopiya tatbikiy fizika, kimyo, biol. tibbiyot, geol. va texnikada asosiy analitik usullardan biri hisoblanadi. Jism (yoki suyuqlik) tarkibidagi modda massasini aniqlashning har xil usullari bor. Mas, dublet usuli bilan dispersion chiziqlar orasidagi masofa anikdanadi va shu masofa boʻyicha massalar farqi topiladi. Ionlar tokini oʻlchash usuli bilan moddalar massasi aniqlanadi.
Gaz tarkibini aniqlash uchun ham Mass-spektroskopiyadan foydalaniladi. Gazlar toʻliq bugʻlatish, izotopga ajratish, vakuumda uchqunlatish va ionlar bilan bombardimon qilish usullari orqali tekshiriladi. Maʼlum miqdordagi moddani Mass-spektroskopiya bilan tekshirib, undagi elementlar miqdori – gaz aralashmalaridagi komponentlari miqdori nazorat qilinadi va aniqlanadi, izotoplar olinadi. Kimyo sanoatida Mass-spektroskopiya bilan texnologik jarayonlar boshqariladi, atom yuqori qatlamining tarkibi oʻrganiladi, zaryadli zarralarning toʻqnashishidagi jarayonlar kuzatiladi, kimyoviy reaksiyalar kinetikasi tekshiriladi. Mass-spektroskopiya koʻp sohalarda yagona usul hisoblanadi. Mass-spektroskopiya yordamida Yer yuqori atmosferasining neytral va ion tarkibi oʻlchangan (boshqa sayyoralarning atmosfera tarkibini ham shu usulda oʻlchash mumkin).
Mass-spektroskopiyaning boshqa spektroskopikk usullardan asosiy farqi, boshqa spektroskopiyada nurlanishdan keyin modda molekulasi boshlangich holatga o‘zgarmasdan qaytadi, ammo mass-spektroskopiyada molekula qo‘g‘aladi, ionlanadi va molekulyar ion parchalanadi. Macs-spektrometriya usulining boshqa usullardan ustunligidan biri, namunaning miqdori pikogrammlar (10~¹² g) bo‘lganda ham o‘rganish mumkin. Agar mass-spektrometr elektron hisoblash mashinasi (EHM) bilan jihozlangan bo‘lsa juda ham oz miqdordagi dorivor moddalarni aniqlash mumkin (masalan, gormonal preparatlarni aniqlash miqdori 200-300 pikogramm).
Organik moddalarning mass-spektroskopiya yordamida o‘rganiladigan sohalari quyidagilar: 1) Tabiiy gazlar; 2) Havo; 3) Sanoat chiqindilari; 4) Yonish natijasida hosil bo‘ladigan gazlar; 5)Aerozollar.
Moddalarning mass-spektrini olish uchun namuna ionlanish va dissotsialanish jarayoniga uchratiladi. Molekulada bo‘ladigan ionlanish va dissotsiyalanish hodisalari elektronlar zarbasi, fotonlar va kuchli elektr maydoni ta’sirida ro‘y beradi.
Ionlanish. Mass-spektrometrda bo‘lakli ionlarning hosil bo‘lish jarayoni molekulani elektronlar bilan ta’sirlanishidan boshlanadi, bunda energiya 100 eV ga teng bo‘lsa, tezligi 5.9.10^b msek bo‘ladi, molekula bilan uning to‘qnashish vaqti taxminan 10^-7 sekundga teng bo‘ladi.
Kuchli elektronlar oqimi molekulaning elektron qavati bilan ta’sirlashib molekulaning elektron qo‘zg‘algan holati ro‘y beradi va u quyidagi formula bilan ifodalanadi:
h -Plank doimiysi, E -qo‘zg‘algan holat energiyasi,oddiy mass-spektrometriyada E15 eV, 410~⁷ sek.ga teng,- ni qo‘zg‘algan molekulaning yoki ionning hosil bo‘lish vaqti.
Atom va molekulalarning ionlantiruvchi elektronlar bilan to‘qnashuvini quyidagicha izohlash mumkin: Elektron o‘ziningma’lum energiyasini yo‘qotadi (E), molekula esa yangi qo‘zg‘algan holatga o‘tadi. Molekulyar ion  elektron E ning eng kichik qiymatida ionlar hosil bo‘lish imkoniyatiga ega bo‘lsa, buni ionlanish energiyasi deb aytiladi.
Energiyaning saqlanish qonunidan:
E₀E₁E₀; E₀JE₂E
E₀ - ta’sir etayotgan elektron energiyasi;E₀ - elektron yo‘qotgan energiyasi;
E₁ - tarqalgan elektron energiyasi;J - ionlanish energiyasi;
E - qo‘zg‘algan molekulyar ionning energiyasi;E₂- molekuladan urib chiqarilgan elektron energiyasi;EJ - ni ko‘pincha ionlanish potensiali deb aytiladi, ya’ni bu molekulyar ion hosil bo‘lishidagi eng kichik energiya. Organik moddalar ionlanishining birqancha usullari mavjud.