质谱试题及答案

质谱

一、选择题

1. 在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐

增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？（2）

（1）从大到小（2）从小到大（3）无规律（4）不变

2. 含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为（2）

（1）偶数（2）奇数（3）不一定（4）决定于电子数

3. 二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为（3）

（1）1∶1∶1 （2）2∶1∶1 （3）1∶2∶1 （4）1∶1∶2

4. 在丁酮质谱中，质荷比为29的碎片离子是发生了（2）

（1）α-裂解（2）I-裂解（3）重排裂解（4）γ-H迁移

5. 在通常的质谱条件下，下列哪个碎片峰不可能出现（3）

（1）M+2 （2）M-2 （3）M-8 （4）M-18

二、解答及解析题

1.样品分子在质谱仪中发生的断裂过程，会形成具有单位正电荷而质荷比（m/z）不同的正离子，当其通过磁场时的动量如何随质荷比的不同而改变？其在磁场的偏转度如何随质荷比的不同而改变？答：根据公式m/z=B2R2/2E可知，m/z越大，动量越大。

m/z值越大，偏转度越小。

2.带有电荷为e、质量为m的正离子，在加速电场中被电位V所加速，其速度达υ，若离子的位能(eV）与动能（mυ2/2）相等，当电位V 增加两倍时，此离子的运动速度υ增加多少倍？

答：由公式eV=1/2mv2，当V增加两倍时，此时的离子的运动速度v 增加为原来的√2倍。

3.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由离子源进入电位为E的静电场后，由于受电场作用而发生偏转。为实现能量聚焦，要使离子保持在半径为R的径向轨道中运动，此时的R值受哪些因素影响？

答：eV=mv2/R R=mv2/eE，由此可知，此时的R主要受静电场强度的的影响。

4.在双聚焦质谱仪中，质量为m，电荷为e、速度为υ的正离子由电场进入强度为H的磁场后，受磁场作用，再次发生偏转，偏转的半径为r，此时离子受的向心力（Heυ）和离心力（mυ2/R）相等，此时离子受的质荷比受哪些因素影响？

答：由题意有Heυ= mυ2/r，m/e=Hr/υ=H2r2/2V

此时离子受的质荷比受磁场强度、半径r以及电场电位V的影响。

5.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压V固定时，若逐渐增大磁场强度H，对具有不同荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？

答：m/e=Hr/υ=H2r2/2V，由此可知，r、V为定值，当逐渐增大磁场强度H时，m/e小的先通过狭缝。

6.在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和磁场强度H固定时，若把加速电压V值逐渐加大，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？

答：m/e=Hr/υ=H2r2/2V，H、r为定值，当加速电压V值逐渐加大时，通过狭缝m/e逐渐减小，所以m/e大的先通过狭缝。

7.在有机质谱中使用的离子源有哪几种？各有何特点？

答：离子源：EI、CI、FAB电离源、ESI电离源、APCI电离源、MALDI 电离源

特点：EI：（1）碎片离子多，结构信息丰富，有标准化合物质谱库(NIST)；（2）不能汽化的样品不能分析；（3）有些样品得不到分子离子

CI：（1）软电离方法，产生准分子离子(M+1)+，(M-1)+， (M+2)+等；（2）CI源的的碎片离子峰少，图谱简单，易于解释；（3）不适于难挥发成分的分析

FAB电离源：（1）软电离技术。FAB质谱中除准分子离子(M+1)+，(M-1)+等，还会产生基质分子峰及基质分子与样品分子的结合峰。如：3-硝基苄醇作基质，出现 m/z154(MH)，136(MH–H2O), 289(MMH–

H2O) 峰；（2）适合于极性大、分子量大、低蒸汽压、热稳定性差的样品；（3）FAB一般用作磁式质谱的离子源

ESI电离源：（1）最广泛使用的软电离技术，液相色谱质谱联用仪(LC-MS) 的标配离子源

产生 (M+H)+，(M-H)-等准分子离子峰及加和离子峰；（2）可产生多电荷离子，如(M+2H)2+ or (M+10H)10+，降低生物大分子m/z；（3）适用于强极性，大分子量(<2000,000Da)的样品分析，如肽，蛋白质，糖等

APCI电离源：（1）软电离方式，电离过程与CI相似，属于离子-分子反应，LC-MS离子源；

（2）产生 (M+H)+，(M-H)-等准分子离子峰，不形成多电荷峰；（3）适合弱极性/非极性样品分析

MALDI电离源：（1）质量范围可达50万Da；（2）高灵敏度，可测至10-12~10-15摩尔；（3）软电离，没有或很少有碎片离子，可用于分析混合物。（4）可容纳毫摩尔级的盐。

缺点：基质背景易干扰质量数1000Da以内的物质分析; 激光解析电离可能导致被分析物分解。

8.确定具有下述分子式的化合物，其形成的分子离子具有偶数电子还是奇数电子？

（1）C3H8（2）CH3CO （3）C6H5COOC2H5（4）C6H5NO2 答：（1）、（3）偶电子；（2）、（4）奇电子

9.试确定下述已知质何比离子的可能存在的化学式：

（1） m/z为71，只含C、H、O三种元素

（2）m/z为57，只含C、H、N三种元素

（3）m/z为58，只含C、H两种元素

答：（1）C4H7O或C3H3O2；（2）C3H7N或CH3N3或C2H5N2；（3）C4H10

10.试写出苯和环己烯的分子离子式。

答：苯：

环己烷：

11.写出环己酮和甲基乙烯醚的分子离子式。

答：环己酮：

甲基乙烯醚：

12.写出丙烷分子离子的碎裂过程，生成的碎片是何种正离子，其m/z 是多少？

答：，m/z=29 ；

，m/z=15。

13.试解释溴乙烷质谱图中m/z分别为29、93、95三峰生成的原因？答：由分子离子碎裂过程

14.有一化合物其分子离子的m/z为120，其碎片离子的m/z为105，

问其亚稳离子的m/z是多少？

答：亚稳离子m/z=（碎片离子m/z）2/分子离子m/z=1052/120=91.9