质谱基础:一个原子的平衡
质谱分析背后的原则有些抽象,所以让我们从一个具体的精神运动。假设你想要权衡一个满载牵引式挂车。最简单的方法将驱动钻机规模一辆重型卡车。现在假设你想重拖车的轮子。一个普通的体重秤可以提供这些信息。18luck手机登录接下来,你决定要衡量车轮螺母的轮子,只不过这需要一个普通的厨房或实验室规模。最后,假设你想要权衡一个原子刮掉表面的车轮螺母。18新利最新登入你怎么测量它?甚至最敏感的实验室平衡不会注册一些很小的重量。
这是化学家们面临的情况在20世纪初。多亏了约翰·道尔顿原子学说,他们知道物质是由原子组成的,原子的元素是相同的。但一个原子是什么样子,是多重?18新利最新登入1897年,J.J.汤姆森发现电子通过研究的行为阴极射线,带负电荷的粒子的流在阴极,或负电极,在充气真空管。一年之后,威利维恩开始使用“正射线”——的带正电的粒子发散从阳极向阴极移动。维恩注意到,一个磁字段可以转移正射线。然后,在1907年,汤森开始正射线偏转电场和磁场。他发现,他可以确定粒子的质量通过测量他们偏离多远。18新利最新登入
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1919年,弗朗西斯·阿斯顿改进了汤姆森的方法和装置,导致第一个质谱仪——机器重原子和分子。阿斯顿利用光谱仪研究数以百计的天然同位素。今天,化学家们仍然使用质谱仪测量元素的分子量、同位素和化合物。但他们也用它来确定样品中化学物质,确定每个化学和分析样品中存在的复杂的分子的结构。18新利最新登入
接下来,我们将仔细看看发生了什么在质谱仪。