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[分享] (高中化学)苯的相对分子质量是78,但是课本上的苯的质谱图上最右边那条是为什么是79?

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发表于 2024-9-25 14:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2024-9-25 14:17 | 显示全部楼层
很不错。观察力很好。
其实是苯分子中有一定丰度的苯分子中碳为C13,氢为H2。
有没有分子量更大的?当然有,只不过丰度太低,在质谱仪上无法显示出来了。
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发表于 2024-9-25 14:17 | 显示全部楼层
这是因为同位素,有一些苯里面有一个C是C13,或者有一个H是H2(氘,D)由于这俩同位素在自然界中丰度很低,所以基本不太可能出现一个分子中有俩重一点的同位素的情况。你可能会问氚T和C14,它们在自然界中丰度更低了,跟俩同位素那种情况一样,都属于在这张图上看不出来的那种。
那有没有丰度差不多的两种同位素呢?是有的,Cl37是Cl35的三分之一,Br79跟Br81差不多1:1。聪明的小朋友,你现在能想到一种只用质谱鉴定一个含单卤原子化合物里这个卤原子是Cl还是Br的方法吗?(补充知识,I131比起I127是痕量,而F自然界中只有F19)
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发表于 2024-9-25 14:18 | 显示全部楼层
可怜的高中生,又被习题化学困扰了。
苯的分子量是78 ,是因为碳的分子量是12,氢的分子量是1,因此是78.
可是对于每一个苯分子来说,碳的原子量可能是12,也可能是13.氢的原子量可能是1,也可能是2.
那么如果苯分子中,如果赶上有一个碳原子是13,那么它的分子量就是79,如果赶上一个氢原子的原子量是2,那么它的分子量也是79.如果这两种现象同时出现,它的分子量还能是80.
这道题的问题不在于78,79,还是80,而在于这是苯的质谱。
苯不是溶于水的大分子量物质,是不能用ESI做离子源的。也就不能得到分子离子峰。它只能用EI,或CI源,用电子束轰击离子化,只能得到碎片峰。
中学老师,都是在大学学了一点书本知识。回去给中学生编教材编习题,只能让孩子们围着脑筋急转弯团团转。

6月12日修改:
被人指出错误,NIST的标准数据,苯的EI质谱图真的就长这样,我完全没看低质荷比区的碎片峰,犯了主观。
先检讨自己的错误,请大家引以为戒吧。
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发表于 2024-9-25 14:18 | 显示全部楼层
高中物理在电磁那边教过离子透镜这个质谱仪的核心部件吧?
质谱仪能测前提是这个原子团得衍生成带电基团。衍生可以是质子化(带个H+),氨化,打碎,等等等等。
苯的几个特征峰主要因素是衍生成不同带电基团的难度,同位素是次要的(同位素影响大的是氯这种几个常见核素丰度差不多的,上面那个碳氢化合物对质谱搞出同位素成主峰的解释???)。
苯79是因为,他质子化了,多出来的1就是一个H+。
苯78是苯自由基,相对苯79来说要难以生成。
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发表于 2024-9-25 14:19 | 显示全部楼层
恭喜你发现了盲点
其实C有两种主要同位素,一个是98.9%的12C 还有1.1%的13C,我们说的相对原子质量其实是这俩同位素的重量平均值。即:12*0.989+13*0.011=12.011
氢则存在三种同位素只不过D和T实在少得可怜,在绝大多数情况下不用考虑
因此,除了12C6H6外,有一定随机概率组成13C12C5H6,这个的分子量是79
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