ESPECTROSCOPÍA

ESPECTROMETRÍA DE MASAS

LA PRESENCIA DE ISÓTOPOS



Hay muchas aplicaciones que permiten obtener el Espectro de Masas de la sustancia deseada simplemente a partir de su fórmula.

La que vamos a usar se centra en la región del ión molecular, zona en la que son más visibles los efectos de la distribución isotópica de los elementos

Isotope Distribution Calculator and Mass Spec Plotter

Use esa aplicación para obtener los espectros de masas de las siguientes especies

Cl, Br, Cl2, Br2, CH2=CHCl, CH2Cl2,


El espectrómetro de masas es capaz de distinguir entre los isótopos de un elemento

picos en relación 3:1

picos en relación 1:1

¿Teniendo el cloro dos isótopos 35Cl y 37Cl cómo es posible que el EM del cloro molecular tenga tres picos (intensidad 9:6:1) en la zona del ión molecular?

(en este detalle faltan los dos picos de 35 y 37 que ahora no centran nuestro interés)

Este espectro se puede explicar si se tiene en cuenta la proporción en la que se encuentran los dos isótopos del cloro. Inténtelo.

A continuación tiene el espectro de masas completo del bromo molecular, explíquelo teniendo en cuenta que la molécula diatómica de bromo se puede formar por la unión de isótopos de masas 79 y 81 que se encuentran prácticamente en la misma proporción.


Picos M+2 y M+4 en los espectros de masas

La presencia de cloro, bromo (u otro elemento que tenga isótopos) tiene repercusión en el espectro de masas de las sustancias orgánicas.

En la región del ión molecular aparecen dos picos (M y M+2) en proporción 3:1

Si en la región del ión molecular del EM hay dos líneas separadas entre sí por 2 unidades m/z , con alturas en la proporción 3:1, puede sospecharse de la presencia de un átomo de cloro


En la región del ión molecular aparecen tres picos (M, M+2 y M+4) en proporción 9:6:1

Si en la región del ión molecular del EM hay tres líneas separadas entre sí por 2 unidades m/z , con alturas en la proporción 9:6:1, puede sospecharse de la presencia de dos átomos de cloro




En el espectro del 2-cloropropano se aprecian claramente los picos M y M+2 que están en una proporción 3:1

¿Por qué los picos de 63 y 65 aún conservan la relación de intensidad 3:1?



En el espectro de masas del 1-bromopropano se aprecian los picos M y M+2 con la misma intensidad (los isótopos de bromo se encuentran en la misma proporción)

¿Por qué los picos de 107 y 109 aún conservan la relación de intensidad 1:1?

Si en la región del ión molecular del EM hay dos líneas separadas por 2 unidades m/z que tienen alturas semejantes, puede sospecharse de la presencia de un átomo de bromo en la molécula

Si en la región del ión molecular del EM hay tres líneas separadas por 2 unidades m/z siendo la central de doble intensidad que las laterales, puede sospecharse de la presencia de dos átomos de bromo en la molécula


Pico M+1


El átomo de carbono también tiene isótopos

El isótopo 13C está en una proporción del 1,1 %. Este trae como consecuencia que todos los compuestos orgánicos manifiesten un pico M+1 (a una unidad de M) más o menos intenso en función del número de átomos de carbono que contengan debido a la presencia de 13C.


Alcano

Pico M/ Intensidad

Pico M+1/Intensidad

Metano

16 / 100

17 / 1,1

Etano

30 / 100

31 / 2,2

Propano

44 / 100

45 / 3,3

Butano

58 / 100

59 / 4,4

Pentano

72 / 100

73 / 5,5


Comparando la intensidad del pico M+1 con el pico M se puede estimar el número de átomos de carbono que contiene la molécula