Cl 질량 스펙트럼. M, M+1, M+2, M+3 피크의 상대적 높이

Cl 질량 스펙트럼. M, M+1, M+2, M+3 피크의 상대적 높이

 

 

C, Cl 원자를 한 개씩 함유하는 화합물에서

M, M+1, M+2, M+3 피크의 상대적 높이로 가장 타당한 것은?

(단, M은 분자 이온 피크를 나타내며, 동위원소 존재 비는

Cl–35 : Cl–37 = 75 : 25, C–12 : C–13 = 99 : 1이다.)

 

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질량 스펙트럼에서

x축은 각 이온의 질량을 나타내고,

y축은 각 이온의 상대적 양(=개수)를 나타낸다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2746 )

 

 

 

원자의 종류가 2개이고, 각 원자의 동위원소가 2개이므로,

가능한 조합은 다음과 같다.

 

	Cl–35의 개수 = 75	Cl–37의 개수 = 25
C–12의 개수 = 99	47 피크의 개수 = 7425	49 피크의 개수 = 2475
C–13의 개수 = 1	48 피크의 개수 = 75	50 피크의 개수 = 25

 

조합을 계산할 때, 질량은 더하고, 개수는 곱한다.

 

 

 

CH3Cl 이므로,

수소 원자 3개의 질량을 더한,

> 47+3 = 50 m/z 피크 = M

> 48+3 = 51 m/z 피크 = M+1

> 49+3 = 52 m/z 피크 = M+2

> 50+3 = 53 m/z 피크 = M+3

이라 두면,

 

각 피크의 높이는 다음과 같다.

M : M+1 : M+2 : M+3 = 7425 : 75 : 2475 : 25

( 각 피크에서 수소 원자의 개수는 같으므로, 무시함. )

 

 

 

질량 스펙트럼에서 가장 양이 많은 이온의 피크,

즉 높이가 가장 높은 피크를 “base peak(기준 피크)”라 하며,

기준 피크의 높이를 100으로 잡고 나머지 피크의 높이를 산출한다.

 

 

 

이 문제에서는 분자 이온 피크가 기준 피크이므로,

M : M+1 : M+2 : M+3

= 7425 : 75 : 2475 : 25

= (7425/7425)×100 : (75/7425)×100 : (2475/7425)×100 : (25/7425)×100

= 100 : 1.01 : 33.33 : 0.34

 

 

 

 

 

[ 그림 출처 webbook.nist.gov ] MASS of CH3Cl.

M : M+1 : M+2 : M+3

= 100 : 1.01 : 33.33 : 0.34 에서,

마지막 0.34는 너무 작아서 무시하면,

M, M+1, M+2 피크가 비슷한 비율로

CH3Cl의 질량 스펙트럼에서 관찰된다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/23690 ] 자연계에서 Cl의 동위원소는 35–Cl과 37–Cl이 3 : 1의 비율로 존재한다.

 

 

 

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