1 第十二章 质谱分析
1．试指出下面哪一种说法是正确的( )
(1) 质量数最大的峰为分子离子峰
(2) 强度最大的峰为分子离子峰
(3) 质量数第二大的峰为分子离子峰
(4) 上述三种说法均不正确
解：(4)
2． 下列化合物含 C、H或O、N，试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数( )
(1) C6H6 (2) C6H5NO2 (3) C4H2N6O (4) C9H10O2
解：(2)
3．下列化合物中分子离子峰为奇数的是( )
(1) C6H6 (2) C6H5NO2 (3) C6H10O2S (4) C6H4N2O4
解：(2)
4．在溴己烷的质谱图中，观察到两个强度相等的离子峰，最大可能的是：( )
(1) m/z 为 15 和 29 (2) m/z 为 93 和 15
(3) m/z 为 29 和 95 (4) m/z 为 95 和 93
解：(4)
5．在C2H5F中, F对下述离子峰有贡献的是( )
(1) M (2) M+1 (3) M+2 (4) M及M+2
解：(1)
6．一个酯的质谱图有m/z74(70%)的强离子峰,下面所给结构中哪个与此观察值最为一致( )
(1) CH3CH2CH2COOCH3 (2) (CH3)2CHCOOCH3
(3) CH3CH2COOCH2CH3 (4) (1)或(3)
解：(1)
7．某化合物分子式为C6H14O, 质谱图上出现m/z59(基峰)m/z31以及其它 弱峰v1.0 可编辑可修改
2 m/z73，m/z87和m/z102. 则该化合物最大可能为 ( )
(1) 二丙基醚 (2) 乙基丁基醚
质谱仪工作原理
质谱仪是一种用于分析物质成分和结构的仪器，其工作原理基于物质的离子化、分离和检测。质谱仪在化学、生物、环境科学等领域都有着广泛的应用，能够提供高灵敏度和高分辨率的分析结果。下面将详细介绍质谱仪的工作原理。
1. 离子化
质谱仪的工作原理首先涉及到样品的离子化过程。当样品进入质谱仪后，通常会通过不同的方法将其离子化。常见的离子化方法包括电子轰击离子化、化学离子化和光解离子化等。其中，电子轰击离子化是最常用的方法之一。在电子轰击离子化过程中，样品分子受到高能电子的轰击，从而失去一个或多个电子，形成正离子和负离子。离子化过程是质谱分析的第一步，其目的是将样品转化为可进行后续分析的离子态。
2. 分离
离子化后的样品离子会进入质谱仪的分析区域，进行分离和筛选。质谱仪通常采用质量分析器对离子进行分离，常见的质谱分析器包括飞行时间质谱仪、四极杆质谱仪和离子阱质谱仪等。这些质谱分析器能够根据离子的质量-电荷比（m/z）比例进行分离，从而实现对不同离子的筛选和分离。分离过程是质谱分析的关键步骤，它能够有效地将复杂的混合物分离成单一的离子，为后续的检测和分析提供了基础。
3. 检测
经过分离的离子将被送入检测器进行检测。检测器通常采用电子增强器和质子检测器等，能够将离子转化为电信号进行检测。检测器会根据离子的数量和质量进行检测和记录，从而得到离子的质谱图谱。质谱图谱是质谱分析的结果，能够提供样品的成分和结构信息。通过对质谱图谱的分析，可以确定样品的分子量、成分和结构等重要信息。
综上所述，质谱仪的工作原理主要包括离子化、分离和检测三个步骤。离子化将样品转化为离子态，分离将离子按照质量-电荷比进行分离，检测器将离子转化为电信号进行检测。质谱仪能够提供高灵敏度和高分辨率的分析结果，广泛应用于化学、生物、环境科学等领域。希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解质谱仪的工作原理及其在科学研究中的重要作用。
质谱基本原理
质谱法是将样品离子化，变为气态离子混合物，并按质荷比（m/z）分离的分析技术;质谱仪是实现上述分离分析技术,从而测定物质的质量与含量及其结构的仪器。质谱分析法是一种快速,有效的分析方法,利用质谱仪可进行同位素分析,化合物分析,气体成分分析以及金属和非金属固体样品的超纯痕量分析。在有机混合物的分析研究中证明了质谱分析法比化学分析法和光学分析法具有更加卓越的优越性，其中有机化合物质谱分析在质谱学中占最大的比重,全世界几乎有3/4仪器从事有机分析, 现在的有机质谱法，不仅可以进行小分子的分析，而且可以直接分析糖，核酸，蛋白质等生物大分子，在生物化学和生物医学上的研究成为当前的热点，生物质谱学的时代已经到来，当代研究有机化合物已经离不开质谱仪。
一.仪器概述
1.基本结构
质谱仪由以下几部分组成
供电系统
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进样系统 离子源 质量分析器 检测接收器 数据系统
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真空系统
(1)进样系统:把分析样品导入离子源的装置,包括:直接进样,GC,LC及接口,加热进样,参考物进样等。
(2)离子源:使被分析样品的原子或分子离化为带电粒子(离子)的装置,并对离子进行加速使其进入分析器，根据离子化方式的不同,有机常用的有如下几种,其中EI,FAB最常用。
EI(Electron Impact Ionization):电子轰击电离——最经典常规的方式,其他均属软电离，EI使用面广，峰重现性好，碎片离子多。缺点：不适合极性大、热不稳定性化合物，且可测定分子量有限，一般≤1,000。
CI(Chemical Ionization):化学电离——核心是质子转移，与EI相比，在EI法中不易产生分子离子的化合物，在CI中易形成较高丰度的[M+H]+或[M-H]+等‘准’分子离子。得到碎片少，谱图简单，但结构信息少一些。与EI法同样，样品需要汽化，对难挥发性的化合物不太适合。
原子质谱法
从分析的对象来看，质谱法（mass spectrometry）可分为原子质谱法（atomic
mass spectrometry）和分子质谱法（molecular mass spectrometry），本章我们仅讨论质谱法在无机元素分析中的应用，有关在有机分析中的应用，将留待第13章讨论。
原子质谱法，亦称无机质谱法（inorganic mass spectrometry），是将单质离子按质荷比比同而进行分离和检测的方法。它广泛地应用于物质试样中元素的识别而后浓度的测定。几乎所有元素都可以用无机质谱测定。
§12-1 基 本 原 理
原子质谱分析包括下面几个步骤：①原子化；②将原子化的原子的大部分转化为离子流，一般为单电荷正离子；③离子按质量-电荷比（即质荷比，m/z）分离；④计数各种离子的数目或测定由试样形成的离子轰击传感器时产生的离子电流。
与其它分析方法不同，质谱法中所关注的常常是某元素特定同位素的实际原子量或含有某组特定同位素的实际质量。在质谱法中用高分辨率质谱仪测量质量通常可达到小数点后第三或第四位。自然界中，元素的相对原子质量（Ar）由下式计算。在这里，A1，A2，…，An为元素的n个同位素以原子质量常量mu①为单位的原子质量，p1，p2，…，pn为自然界中这些同位素的丰度，即某一同位素在该元素各同位素总原子数中的百分含量。相对分子质量即为化学分子式中各原子的相对原子质量之和。
通常情况下，质谱分析中所讨论的离子为正离子。质荷比为离子的原子质量m与其所带电荷数z之比。因此12C4H的m/z = 16.0.35/1 = 16.035，12C24H的m/z = 17.035/2 = 8.518。质谱法中多数离子为单电荷。
§12-2 质 谱 仪
质谱仪能使物质粒子（原子，分子）电离成离子并通过适当的方法实现按质荷比分离，检测其强度后进行物质分析。质谱仪一般由三个大的系统组成：电学系统、真空系统和分析系统。分析系统是质谱仪的核心，它包括三个重要部分：离子源，质量分析器和质量检测器，并由此决定质谱仪的类型。 质谱仪种类很多，分类不一。一般按分析系统的工作状态把质谱仪分为静态和动态两大类。静态质谱仪的质量分析器采用稳定的或变化慢的电、磁场，按照空间位臵将不同质荷比的离子分开；动态质谱仪的质量分析器则采用变化的电、磁场，按时间和空间区分不同质荷比的离子。例如，由单聚焦和双聚焦质量分析器组成的质谱仪，属于静态质谱仪；而飞行时间和四极滤质器组成的质谱仪，属于动态质谱仪。
