Πώς οι χημικοί γνωρίζουν τις ατομικές μάζες στοιχείων στον περιοδικό πίνακα;
1. Ιονισμός:
- Ένα δείγμα του στοιχείου εισάγεται στο φασματόμετρο μάζας.
- Το δείγμα βομβαρδίζεται με ηλεκτρόνια, χτυπώντας μερικά ηλεκτρόνια από τα άτομα και δημιουργώντας θετικά φορτισμένα ιόντα.
2. Επιτάχυνση:
- Τα ιόντα επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο, δίνοντάς τους κινητική ενέργεια.
3. Εκτροπή με μαγνητικό πεδίο:
- Τα επιταχυνόμενα ιόντα περνούν μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο. Η διαδρομή κάθε ιόντος εκτρέπεται με βάση την αναλογία μάζας προς φόρτιση (m/z).
- Τα ελαφρύτερα ιόντα εκτρέπονται περισσότερο από βαρύτερα ιόντα.
4. Ανίχνευση:
- Τα ιόντα εκτροπής ανιχνεύονται από ανιχνευτή. Ο ανιχνευτής μετρά την αφθονία κάθε ιόντος με συγκεκριμένη αναλογία Μ/Ζ.
5. Υπολογισμός:
- Τα δεδομένα φασματόμετρου μάζας παρέχουν ένα φάσμα που δείχνει τη σχετική αφθονία κάθε ισότοπου του στοιχείου.
- Γνωρίζοντας τις μάζες και τις αφθονίες κάθε ισότοπου, μπορεί να υπολογιστεί η μέση ατομική μάζα του στοιχείου.
Πρόσθετες σημειώσεις:
* ισότοπα: Τα στοιχεία μπορούν να υπάρχουν σε διάφορες μορφές που ονομάζονται ισότοπα, τα οποία έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων. Αυτό σημαίνει ότι έχουν διαφορετικές ατομικές μάζες. Η μέση ατομική μάζα που αναφέρεται στον περιοδικό πίνακα αντικατοπτρίζει τον σταθμισμένο μέσο όρο όλων των φυσικά ισότοπων του στοιχείου.
* Εφαρμογές φασματομετρίας μάζας: Η φασματομετρία μάζας δεν χρησιμοποιείται μόνο για τον προσδιορισμό των ατομικών μαζών. Έχει πολλές εφαρμογές σε διάφορους τομείς, όπως:
* Αναγνώριση άγνωστων ενώσεων
* Προσδιορισμός της δομής των μορίων
* Ανάλυση βιολογικών δειγμάτων
* Ιατροδικαστική επιστήμη
Συνοπτικά: Οι χημικοί χρησιμοποιούν φασματομετρία μάζας για να προσδιορίσουν τις ατομικές μάζες των στοιχείων με την ανάλυση της αφθονίας και των μαζών των ισοτόπων τους. Αυτό παρέχει μια ακριβή και αξιόπιστη μέθοδο για την απόκτηση ακριβών ατομικών μαζών.
