8.6: Masa exacta

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Scott Van Bramer
Widener University

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Masa Exacta. En la mayoría de los experimentos de espectrometría de masas se utiliza la masa nominal y la relación masa/carga de un ion se redondea al número entero más cercano. Los instrumentos de alta resolución, incluidos los espectrómetros de masas de doble enfoque y FT-ICR, son capaces de determinar la “masa exacta” de un ion. Esto es útil para la interpretación porque cada elemento tiene un defecto de masa ligeramente diferente. Este “defecto de masa” es la diferencia entre la masa del isótopo y la masa nominal (que es equivalente al número de protones y neutrones).

Recordemos que la escala de masa atómica se define por el carbono-12 con una masa exactamente de\(12.0000\) u. La masa exacta de un isótopo específico se determina en relación con la espectrometría de masas de alta resolución (ver Tabla\(\PageIndex{1}\)).\({ }^{12} \mathrm{C}\) La espectrometría de masas de alta resolución puede distinguir compuestos con la misma masa nominal pero diferente masa exacta causada por diferentes composiciones elementales.

Por ejemplo,\(\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6}, \mathrm{CH}_{2} \mathrm{O}\), y\(\mathrm{NO}\) todos tienen una masa nominal de 30 u. Debido a que tienen la misma masa nominal, un espectrómetro de masas con resolución de masa unitaria no puede distinguir estos tres iones. Sin embargo, las masas exactas para\(\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6}(30.04695039), \mathrm{CH}_{2} \mathrm{O}(30.01056487)\) y\(\mathrm{NO}^{2}\) (29.99798882) son diferentes y un espectrómetro de masas de alta resolución puede distinguir estos tres compuestos.

En la\(\PageIndex{1}\) tabla se muestra la masa exacta para los isótopos más abundantes de varios elementos comunes. La Calculadora de Distribución de Isótopos en el sitio web del SIS también calculará la masa exacta para cualquier fórmula química. Esto está disponible en línea en: https://www.sisweb.com/mstools/isotope.htm

Cuadro\(\PageIndex{1}\): Adoptado de DiFlippo, F.; et. al. Phys Rev Lett. 1994, 73, 1482.
Element	Isotoope	Masa
H	¹ H	1.007 825 031 6 (5)
	² H	2.014 101 777 9 (5)
Él	⁴ Él	4.002 603 36
	³ Él	3.016 0
C	¹² C	12.000 000 000 0 (0)
	¹³ C	13.003 354 838 1 (10)
N	¹⁴ N	14.003 074 004 0 (12)
	¹⁵ N	15.000 108 897 7 (11)
O	¹⁶ O	15.994 914 619 5 (21)
	¹⁷ O	17.999 2
P	³¹ P	30.973 763 3
S	³² S	31.972 072 8
	³⁴ S	33.967 9

Los valores entre paréntesis indican error en el último dígito.

Esta sección es sólo una introducción a la interpretación de los espectros de masas. Un análisis completo de los patrones de fragmentación está fuera del alcance de este texto pero con la práctica la interpretación se vuelve mucho más fácil. Varias referencias excelentes incluyen el libro de McLafferty (35) y el libro de ACOL sobre espectrometría de masas (36). Estos contienen información adicional sobre la interpretación espectral de masas y muchos más problemas de práctica.