主题:【求助】气质联用仪离子源的问题

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tries
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关于气质联用仪中的离子源,有两个问题想跟同行们交流交流:
1、我在看一些资料的时候,关于“EI”离子化方式的解释习惯上会称作“电子轰击电离”,那么问题就来了,既然是轰击,我们是不是应该理解成电子被高能加速后靠其动能把目标物轰击碎形成离子碎片的呢?而我个人的理解是,电子在高压下达到跃迁能量而从灯丝上逃逸而出,其携带的能量在遇到目标物后把能量传递给了键能较低的键而是化学键断裂,形成了离子碎片,也就是说使目标物离子化的能量来自于灯丝逸出的电子携带的能量。大家怎么看?或者说两者能量都导致目标物离子化?
2、如果你拆过安捷伦或岛津的离子源,你会知道,空间结构上跟两个灯丝形成的同一轴面上下还有两块永磁,且磁性还挺强。大家知道这两块永磁起到的作用吗?我从一些资料上摘录到这样一句话:“样品从GCMS接口进入离子源,灯丝发射的电子由磁场引导进入离子化室……”。由高二物理知识我们知道,静止的带电粒子在磁场中是不会运动的,只有运动的带电粒子在磁场中才受到洛伦兹力的影响。那么资料上所说的“磁场引导”是怎么引导电子的呢?它应该不会像电场一样既改变电子运动方向又有加速电子的作用吧?如果磁场真起到了电场的作用,那么,我在软件上从居上位1号灯丝切换到居下位的2号灯丝的时候,磁铁空间结构固定,磁场方向不会发生变化,那2号灯丝发射出来的电子在同样的磁场中岂不是受到了与1号灯丝发射电子所受到的相反磁场作用力吗?

对于上述问题,在偶心中已有初步结论,但希望大家踊跃讨论,不吝赐教,共同进步!谢谢!
推荐答案:qqqid回复于2014/05/22
1  如楼上所说,电子从高温状态的灯丝逸出基本不需要额外能量,灯丝和接受极之间的加速电压使电子加速获得动能,撞击或者说轰击分子,使分子离子化,离子化反应中包括了打断化学键。

2  加磁场的作用,某厂家的解释是,使灯丝发出的电子不是直线飞向接受极,变成螺旋运动飞向接受极,可增加电子碰撞样品分子的机率,提高离子化效率。
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ruan651209
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1 电子逸出能量相比70EV要小,主要考虑加速电压吧。

2 增加某些偏转角度而已,据说增强轰击效果。
相反的意思:南向偏西30度,另一是北向偏东30度。
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qqqid
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1  如楼上所说,电子从高温状态的灯丝逸出基本不需要额外能量,灯丝和接受极之间的加速电压使电子加速获得动能,撞击或者说轰击分子,使分子离子化,离子化反应中包括了打断化学键。

2  加磁场的作用,某厂家的解释是,使灯丝发出的电子不是直线飞向接受极,变成螺旋运动飞向接受极,可增加电子碰撞样品分子的机率,提高离子化效率。
蓝是那么的天1188
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根据《有机质谱解析》看到的,EI源电离原理不是由电子将化学键轰断,而是电子轰击化合物使化合物形成带电离子,然后带电离子根据不同的性质发生键的断裂。
雾非雾
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记得岛津工程师说磁铁是起导向的作用,应该是对电子导向的吧。
千层峰
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原文由 qqqid(qqqid) 发表:
1  如楼上所说,电子从高温状态的灯丝逸出基本不需要额外能量,灯丝和接受极之间的加速电压使电子加速获得动能,撞击或者说轰击分子,使分子离子化,离子化反应中包括了打断化学键。

2  加磁场的作用,某厂家的解释是,使灯丝发出的电子不是直线飞向接受极,变成螺旋运动飞向接受极,可增加电子碰撞样品分子的机率,提高离子化效率。


你所说的第二点正合我的观点,而第一点我不敢苟同,电子由于几乎没有质量,所以即使电子速度再快,我认为也是没有动能的,关键是电子被激发跃迁后自身携带的能量能让目标物的键断裂。
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qqqid
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原文由 蓝是那么的天1188(matt_zheng) 发表:

根据《有机质谱解析》看到的,EI源电离原理不是由电子将化学键轰断,而是电子轰击化合物使化合物形成带电离子,然后带电离子根据不同的性质发生键的断裂。


书应该没有错,你把离子化过程理解反了吧?

应该是电子轰击化合物使化学键断裂,然后形成带电离子。化学键断裂的过程时间非常短,也可以说同时发生。
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1  如楼上所说,电子从高温状态的灯丝逸出基本不需要额外能量,灯丝和接受极之间的加速电压使电子加速获得动能,撞击或者说轰击分子,使分子离子化,离子化反应中包括了打断化学键。

2  加磁场的作用,某厂家的解释是,使灯丝发出的电子不是直线飞向接受极,变成螺旋运动飞向接受极,可增加电子碰撞样品分子的机率,提高离子化效率。


你所说的第二点正合我的观点,而第一点我不敢苟同,电子由于几乎没有质量,所以即使电子速度再快,我认为也是没有动能的,关键是电子被激发跃迁后自身携带的能量能让目标物的键断裂。


带电粒子的动能E= Uq = (1/2)*mv^2

你只考虑了(1/2)*mv^2中的m很小,就认为电子没有动能,这不对。电子质量m虽然只有质子或中子质量的大约千分之一,也是有质量的,不能忽略不计。

当电子被电压U加速时,动能为Uq=(1/2)*mv^2,式中m很小,则电子的速度v会很大。我们在GC-MS工作站中设置的电子能量通常为70eV,就是电子的动能,这个动能用来打碎分子产生离子。
该帖子作者被版主 v27739171积分, 2经验,加分理由:解答
qqqid
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还有啊,你所谓的“电子被激发跃迁后自身携带的能量能让目标物的键断裂”,莫名其妙。

电子在原子或分子中才有“轨道”,才有“能级”,才会发生“跃迁”。
灯丝发射的电子,自身是没有“能级”的,怎么会“被激发跃迁”呢?
灯丝发射的电子的能量,只有电场势能转化来的动能,没有其它能量“让目标物的键断裂”。
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2014/5/22 13:10:37 Last edit by qqqid
蓝是那么的天1188
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原文由 qqqid(qqqid) 发表:
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根据《有机质谱解析》看到的,EI源电离原理不是由电子将化学键轰断,而是电子轰击化合物使化合物形成带电离子,然后带电离子根据不同的性质发生键的断裂。


书应该没有错,你把离子化过程理解反了吧?

应该是电子轰击化合物使化学键断裂,然后形成带电离子。化学键断裂的过程时间非常短,也可以说同时发生。


没有,轰击带走一个电子后,形成带电离子,然后再电荷中心或自由基中心的诱导下形成键的断裂。

如果按照您说的电子轰击化合物是化学键断裂形成带电离子,那要怎么解释分子离子峰的形成呢?
该帖子作者被版主 jimzhu2积分, 2经验,加分理由:讨论。
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