Descubridor del electrón J.J. Thomson Descubridor del electrón

Información de fondo Rayos catódicos Formar cuando el alto voltaje es aplicado a través electrodos en un tubo parcialmente evacuado. Originar en el cátodo (el electrodo negativo) y movimiento al ánodo (electrodo positivo) Llevar la energía y puede hacer el trabajo Viajar en líneas rectas en la ausencia de campo externo

Un tubo catódico Fuente de Eléctrico Potencial Plateado de metal De gas tubo de cristal Corriente de la negativa partículas (electrones) J.J. Thomson - físico inglés. 1897 Hizo un pedazo del equipo llamado un tubo catódico. Es un tubo de vacío - todo el aire se ha bombeado hacia fuera. Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, mundo de la química 2002, página 58

Experimento del rayo catódico Experimentación 1897 Usar un tubo catódico, Thomson podía desviar rayos catódicos con campo eléctrico. Los rayos doblados hacia el poste positivo, indicando que están negativamente cargado.

El efecto de una obstrucción encendido Rayos catódicos sombra Alto voltaje fuente de alto voltaje cátodo de color verde amarillo fluorescencia Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 117

El efecto de un campo eléctrico encendido Rayos catódicos Alto voltaje cátodo fuente de alto voltaje positivo placa negativo ánodo _ + Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la materia, 3rd Edition, 1990, página 117

Experimento del rayo catódico - Dislocación Voltios Ánodos/colimadores Cátodo + Desviación región Región de la deriva

Cálculos de Thomson Experimento del rayo catódico Thomson utilizó los campos magnéticos y eléctricos para medir y calcular el cociente de la masa del rayo catódico a su carga. Eléctrico desviación carga de partícula del rayo eléctrico campo longitud de región de la desviación región de la deriva masa del rayo partícula velocidad de x x x x = 2 Magnético desviación carga de partícula del rayo magnético campo longitud de región de la desviación región de la deriva masa del rayo partícula velocidad de x x x x = desviación magnética desviación eléctrica campo magnético campo eléctrico velocidad x =

Conclusiones Él comparó el valor con el cociente total de la carga para la partícula cargada más ligera. Por la comparación, Thomson estimaba que el rayo catódico la partícula pesó 1/1000 tanto como el hidrógeno, el más ligero átomo. Él concluyó que los átomos contienen las partículas subatómicas - átomos ser divisible en partículas más pequeñas. El postulado de este Dalton contradicho conclusión y no era aceptado extensamente por los físicos y los químicos compañeros de su día. Puesto que cualquier material del electrodo produce un rayo idéntico, cátodo las partículas del rayo están presentes en todos los tipos de materia - un universal negativamente - la partícula subatómica cargada nombró más adelante el electrón

¿Qué J.J. Thomson tiene que tan hacer con espec. de la masa? Apenas como J.J. Thomson utilizó un campo magnético para afectar a partículas cargadas, hace tan una masa espectrómetro.  La máquina clasifica los iones según su masa al cociente de carga, algo Thomson podía calcular para usar del electrón los resultados de sus experimentos del rayo catódico. Alto voltaje cátodo fuente de alto voltaje positivo placa negativo ánodo _ +

¿Cuál es espectrometría total? La espectrometría total es una técnica usada para separar a sustancia en los iones basados en su Massachusetts. Las moléculas son bombardeadas por las partículas de alta energía esa causa ellas para perder un electrón y para llevar +1 carga. Estos iones experimentan la fragmentación adicional producir iones positivos más pequeños. El espectro producido traza la intensidad (abundancia de los iones) contra los iones' masa-a-cargan cociente. Las sustancias se pueden identificar por su característica iones del fragmento representados en un espectro total

para vaporizar la muestra Detector placa Ion-aceleración campo eléctrico Menos iones masivos acelerado Viga de ion Iones positivos Muestra La mayoría masivo iones Haz electrónico Espectrómetros totales que rompen para arriba las moléculas en los fragmentos que se pueden caracterizar por métodos eléctricos. [acoplamiento de la imagen] Rajas Campo magnético Aparato de la calefacción para vaporizar la muestra Espectrómetros totales que rompen para arriba las moléculas en fragmentos eso se puede caracterizar por métodos eléctricos. [acoplamiento de la imagen]

Espectrofotómetro total campo magnético el más pesado iones             corriente       de iones de    diferente masas el más ligero iones electrón viga gas Dorin, Demmin, Gabel, química el estudio de la 3ro edición de la materia, página 138

Componentes de un espectrómetro total Entrada Señal procesador Fuente Analizador Detector Vacío Entrada - se asegura de que la muestra entre en la máquina con pérdida mínima Fuente - se ionizan los componentes de la muestra (el método por el cual esto es hecha depende de espectrómetro total específico que es utilizado.) Analizador - acelera el ion y los separa Detector - expedientes la carga inducida cuando un ion pasa cerca o golpea una superficie. Procesador de señal - produce un espectro total, un expediente del m/z en el cual los iones están presentes. el vacío del *A se debe utilizar para mantener una presión baja. Una presión baja reduce las colisiones entre los iones.

Dobla la trayectoria de cargado La operación general de un espectrómetro total es: 1. crear los iones en fase gaseosa 2. separar los iones basados en su masa-a-cargan cociente        3. medir la cantidad de iones de cada masa-a-cargan cociente Haz electrónico Campo magnético Dobla la trayectoria de cargado Partículas Molecular Fuente Aceleración del ion Arsenal Colector Salir la raja Ho

Espectrometría total - + Espectro total del vapor de mercurio 196             199       201                204 198 200 202 Espectro total del vapor de mercurio Placa fotográfica Una muestra gaseosa es ionizada bombardeándolo con los electrones en la parte más inferior del aparato (no demostrado), produciendo los iones positivos. Los iones pasan a través de un campo eléctrico en el cual se traigan a una velocidad particular. Los iones entonces pasan a través de una raja estrecha en un compartimiento curvado. Un campo magnético es perpendicular aplicado a la viga de iones. Todos los iones con el mismo masa-a-cargan cociente se desvían en la misma trayectoria circular. (En la mayoría de los casos, la carga iónica es 1+ y masa-a-cargar el cociente es iguales que el Massachusetts) los espectrofotómetros modernos utilizan los dispositivos de detección electrónicos (TOF = época de los detectores del vuelo) algo que las placas fotográficas o la película a establecer masa-a-cargan cocientes y el número relativo de iones. - + Corriente de iones positivos Colina, Petrucci, química general un acercamiento integrado 1999, página 320

Espectro total para el Mercury (El expediente fotográfico se ha convertido a una escala del número relativo de átomos) La abundancia natural del por ciento para el mercurio los isótopos están:         Hg-196 0.146%         Hg-198 10.02%         Hg-199 16.84%         Hg-200 23.13%         Hg-201 13.22%         Hg-202 29.80%         Hg-204 6.85% 198 200 202 30 25 20 15 10 5 196             199       201                204 Espectro total del vapor de mercurio Número relativo de átomos 196 197 198 199 200 201 202 203 204 Número total

Hectogramo Hg-196 0.146% Hg-198 10.02% Hg-199 16.84% Hg-200 23.13% 200.59 80 La abundancia natural del por ciento para el mercurio los isótopos están:         Hg-196 0.146%         Hg-198 10.02%         Hg-199 16.84%         Hg-200 23.13%         Hg-201 13.22%         Hg-202 29.80%         Hg-204 6.85% A B C D E F G (% “de A”) (formar “A”) + (% “de B”) (la masa “B”) + (% “de C”) (la masa “C”) + (% “de D”) (la masa “D”) + (% “de E”) (la masa “E”) + (% de F) (masa F) + (% de G) (masa G) = AAM (0.00146) (196) + (0.1002) (198) + (0.1684) (199) + (0.2313) (200) + (0.1322) (201) + (0.2980) (202) + (0.0685) (204) = x 0.28616 + 19.8396 + 33.5116 + 46.2600 + 26.5722 + 60.1960 + 13.974 = x amu x = 200.63956

¿Cuál es la masa media de estos dos isótopos? amu 35.5 Cl 35.453 17 Asumir que usted tiene solamente dos átomos de clorina. Un átomo tiene una masa del amu 35 (Cl-35) El otro átomo tiene una masa del amu 36 (Cl-36) ¿Cuál es la masa media de estos dos isótopos? amu 35.5 La mirada de la masa atómica media imprimió en tabla periódica… aproximadamente qué porcentaje es Cl-35 ¿y Cl-36? El 55% Cl-35 y el 45% Cl-36 es una buena aproximación

calcular una masa atómica media para la clorina. 35.453 17 Usando nuestros % estimados de los datos de la abundancia El 55% Cl-35 y el 45% Cl-36 calcular una masa atómica media para la clorina. Masa atómica media = (% de la abundancia del isótopo “A”) (formar “A”) + (% “de B”) (masa “B”) +… AAM = (% de la abundancia del isótopo Cl-35) (masa Cl-35) + (% de la abundancia de Cl-36) (masa Cl-36) AAM = (0.55) (amu 35) + (0.45) (amu 36) AAM = (amu 19.25) + (amu 16.2) AAM = amu 35.45

¿Cuál es la masa consiguió hacer con ella? Un campo eléctrico o magnético puede desviar cargado partículas.  Las partículas tienen energía cinética mientras que se mueven a través un campo magnético (KE=1/2mv2). Inercia de las partículas la' depende de su Massachusetts.  Un analizador total puede dirigir ciertas masas a el detector basado en su masa-a-carga los cocientes (m/z). por variación del campo eléctrico o magnético.   Los iones en un espectrómetro total llevan típicamente una carga +1 el cociente de m/z es tan equivalente al Massachusetts del ion.

Concentración del ion

¿Qué un espectro total parece? La intensidad o la abundancia del ion se traza en y-axis. El cociente de m/z se traza en el x-axis. El pico bajo es del ion que es el más abundante y se asigna una intensidad de 100%. El pico molecular del ion, M+, es el pico debido al ion del padre (la molécula original menos un electrón).

Espectro total del dióxido de carbono, CO2 el ion molecular se ve en m/z 44. 40 30 20 10 50 90 80 70 60 100 5 15 25 35 45 m/z % DE LA INTENSIDAD DEL PARIENTE CO2+ M+ O+ C+ CO+ 16 28 12

Los espectros totales reflejan la abundancia de isótopos naturales. Abundancia natural de elementos comunes Hidrógeno 1H = 99.985% 2H = 0.015% Carbón 12C = 98.90% 13C = 1.10% Nitrógeno 14N = 99.63% 15N = 0.37% Oxígeno 16O = 99.762% 17O = 0.038% 18O = 0.200% Sulfuro 32S = 95.02% 33S = 0.75% 34S = 4.21% 36S = 0.02% Clorina 35Cl = 75.77% 37Cl = 24.23% Bromo 79Br = 50.69% 81Br = 49.31%

Por ejemplo….Metano  Para el carbón 1 en aproximadamente 90   los átomos son carbon-13  El resto es carbon-12 el isótopo eso es 98.9% abundantes.  Así pues, para el metano aproximadamente 90 las moléculas… 1 carbón son carbon-13

C-13 ¿dónde está Waldo?

SDBSWeb: http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/

¿Por qué es el espectrómetro total un instrumento analítico importante? Los espectrómetros totales se han utilizado en:   1) medecina legal   2) laboratorios orgánicos de la síntesis   3) el análisis de biomoléculas grandes: proteínas y ácidos nucléicos   4) prueba de la droga   5) determinación de la abundancia isotópica   6) identificación de impurezas en farmacéutico      productos   7) diagnosis de ciertas enfermedades.

Referencias http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/ http://www.infochembio.ethz.ch/links/en/spectrosc_mass_lehr.html http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/AtomicStructure/Disc-of-Electron-Intro.html http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/340/348272/Instructor_Resources/Chapter_12/47