质谱法

同位素图案(isotope pattern)

/ EYE-so-tope PAT-ern /

想象一张全家福,大多数兄弟姐妹身高相同,但可以预料地有那么几个略高一点,只因他们恰好穿了底更厚的鞋。原子也有这样的「身高」变体——同位素,它们是同一种元素,质量却略有不同——而由于大自然以固定的比例把它们混在一起,一个分子出现时并不是一个干净的峰,而是一小簇有规律的峰。

同位素图案是指单一化合物所产生的一组紧挨着的峰,原因在于它的原子里含有天然存在的、质量不同的同位素。例如,大多数碳是碳-12,但大约每一百个里有一个是较重的碳-13,所以任何含碳的离子都伴有一个高出一个质量单位的较小的峰。这些峰的相对高度遵循各同位素的天然丰度。

它之所以重要,是因为这一簇峰的形状泄露了存在哪些原子:像氯和溴这样的元素会留下毫不含糊的双峰特征,而从碳-13 峰的大小还可以数出碳原子的数目。需要注意的是:对于很大的分子,同位素图案变得更难读,那里的峰会并成一个宽阔的包络;对于无法把它们干净分开的低分辨率仪器也是如此。

一种含有一个氯原子的化合物会显示出两个相隔两个质量单位、比例约为 3:1 的分子离子峰,因为氯大约四分之三是氯-35、四分之一是氯-37——这立即就泄露了氯的存在。

同位素峰的图案揭示了分子含有哪些元素。

同位素图案是由大自然固定的同位素丰度所决定的,因此它可以预测,并能为任何拟定的化学式预先算出——把观测到的那一簇峰与算出的相比较,是对一个初步鉴定的有力检验。

又称
isotopic distribution同位素图案同位素圖案同位素分布