Title CHUYÊN ĐỀ 1.3. ĐỒNG VỊ - CÓ PHỔ.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ 1.3: ĐỒNG VỊ - PHỔ KHỐI LƯỢNG Phần A: Lí Thuyết Phổ Khối Lượng (MS) I. Sự ion hóa phân tử - Nguyên tắc chung của phương pháp phổ khối lượng là phá vỡ phân tử trung hòa thành ion phân tử và các mảnh ion dương có số khối m/z (m là khối lượng ion và z là điện tích ion). Sau đó phân tách các ion này dựa theo số khối và nhận tín hiệu ở đầu dò, được xử lí bằng phần mềm để thu được phổ khối lượng. Dựa vào phổ khối này có thể xác định phân tử khối và cấu tạo phân tửcủa chất nghiên cứu. - Khi bắn phá các phân tử hợp chất hữu cơ trung hòa bằng các phân tử mang năng lượng cao sẽ trở thành các ion phân tử mang điện tích dương hoặc phá vỡ thành mảnh ion và các gốc theo sơ đồ sau sơ ABCDeABCD2e(95%) ABCD3e ABCD          Sự hình thành các ion mang điện tích +1 chiếm 95% , còn lại là các ion mang điện tích +2 hoặc ion âm (- ). Năng lượng bắn phá các phân tử thành ion phân tử khoảng 10eV . Nhưng với năng lượng cao thì ion phân tử có thể phá vỡ thành các mảnh ion dương (+) hoặc ion gốc, các gốc hoặc phân tử trung hòa nhỏ hơn: ABCDeABCD ABCD ABCD .            Sự phá vỡ này phụ thuộc vào cấu tạo chất, phương pháp bắn phá và năng lượng bắn phá.Quá trình này là quá trình ion hóa. Các ion dương hình thành đều có khối lượng m và điện tích z , tỉ số /mz gọi là số khối ion. Bằng cách nào đó, tách các ion có số khối khác nhau ra khỏi nhau và xác định được xác suất có mặt của chúng rồi vẽ đồ thị biểu diễn mối liên quan giữa các xác suất có mặt (hay cường độ tương đối 1) và số khối /mz thì đồ thị này được gọi là phổ khối lượng. 2. Phân loại các ion Ion phân tủ Ion phân tử được hình thành do mất đi electron, cho nên khối lượng của nó chính là khối lượng của nó chính là khối lượng của phân tử, được kí hiệu là M . Ion phân tử có các tính chất sau: - M : là ion có khối lượng phân tử lớn nhất, được coi là khối lượng phân tử. - M : là ion với thế xuất hiện nhỏ nhất. - M : là số chẵn nếu phân tử không chứa dị tố N hay chứa một số chẵn dị tố N và M sẽ là số lẻ nếu chứa một số lẻ dị tố N . - Tất cả sự phá vỡ phân tử đều có thể tính từ hiệu số khối lượng của các phân tử với ion phân tử. - Cường độ của M tỉ lệ với áp suất mẫu. Nó phụ thuộc vào dãy hợp chất, năng lượng của electron và khả năng phá vỡ phân tử. Cường độ của M có giá trị từ 0 đến 100% . Ion đồng vị Ion phân tử của các hợp chất không phải chỉ là vạch riêng lẻ vì các nguyên tử chứa trong hợp chất thiên nhiên đều tồn tại đồng vị như 13C bên cạnh 1215C; N bên cạnh 141718 N;O,O bên cạnh 1637O;Cl bên cạnh 35 Cl . Các đồng vị tồn tại trong tự nhiên với các tỉ lệ khác nhau cho nên bên cạnh vạch chính ứng với ion M còn có các vạch [M1] và [M2] ...với cường độ nhỏ hơn. Chiều cao của các vạch này tỉ lệ với sự có mặt của các đồng vị trong phân tử. Khi biết được chiều cao của các vạch phổ có thể tính được số nguyên tử carbon trong phân tử. Chẳng hạn, nguyên tố carbon trong thiên nhiên tồn tại 12C là 13100%,C là 1,1% . Như vậy, nếu một hợp chất chỉ chứa nguyên tử carbon như methane thì ion M có chiều cao 124100%CH thì ion (M1) sẽ có tỉ lệ 1341,1%CH .

Theo đề ta có: xy11,4100(*) 24x25y26.11,4 A24,328(**) 100       Giải hệ (*)và (*) được 78,6%x và 10%y Câu 2. Nguyên tử Y có tổng số hạt là 46. Số hạt không mang điện bằng 8/15 số hạt mang điện. X là đồng vị của Y, có ít hơn Y một neutron. X chiếm 4% về số nguyên tử trong tự nhiên. Tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố gồm 2 đồng vị Y và X? Hướng dẫn giải Bước 1. Tìm x 1 , x 2 , A 1 , A 2 Theo đề: YYY Y YYY 2ZN46 Z15 A1516318 N16N.2Z 15       X là đồng vị của Y XYZZ15 Mà theo đề: YXXXNN1N16115A151530 X chiếm 4% trong tự nhiên %Y100496 Bước 2. Dùng CT: 1122 12 A.xA.x A xx    30.431.96 AA30,9631 496    . Câu 3. Một nguyên tử X gồm 2 đồng vị X 1 và X 2 . Đồng vị X 1 có tổng số hat là 18. Đồng vị X 2 có tổng số hạt là 20. Biết rằng % theo số mol các đồng vị trong X bằng nhau và các loại hạt trong X 1 cũng bằng nhau. Tính nguyên tử khối trung bình của X? Hướng dẫn giải: Theo đề: 12 1 111 1 22 2 xx50% 2ZN18 ZN6AZN12 ZN N8A6814 2ZN18           Dùng CT: 1122 12 A.xA.x A xx    12.5014.50 AA13 5050    . Câu 4. Cho 5,85 gam muối NaX tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư ta thu được 14,35 gam kết tủa trắng. Nguyên tố X có hai đồng vị 35 X (x 1 %) và 37 X (x 2 %). Tính giá trị của x 1 % và x 2 %? Hướng dẫn giải NaX + AgNO 3  NaNO 3 + AgX X 5,85 23M X 14,35 108M X XX 5,8514,35 M35,5 23M108M  Đặt x là % của đồng vị 35 X 37%X100x Dùng CT: 1122 12 A.xA.x A xx    35.x37.(100x) 35,5x75 x100x    . Câu 5. Trong tự nhiên chlorine có hai đồng vị bền: 37 17Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn lại là 35 17Cl . (a) Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi đồng vị 35 17Cl , 37 17Cl trong HClO 4 , biết H = 1, O = 16.