تجزئة مطياف الكتلة

خطوات الاستخدام

أدخل الصيغة الجزيئية للمركب الذي ترغب في تحليله في حقل الإدخال. تأكد من كتابة الصيغة بشكل صحيح باستخدام رموز العناصر والأرقام الدالة على عدد الذرات (مثال: C6H12O6 للجلوكوز). هذه الصيغة هي الأساس لحساب الكتلة الجزيئية ولتوليد الشظايا المحتملة.

ستقوم الحاسبة بحساب الكتلة الجزيئية الدقيقة للمركب باستخدام الكتل الذرية الدقيقة للنظائر الأكثر وفرة (مثل C=12.0000، H=1.0078، O=15.9949). هذا ضروري لأن تجزئة مطياف الكتلة تعتمد على فروق دقيقة في الكتلة.

تستخدم الحاسبة قاعدة بيانات لأنماط التجزئة الشائعة في مطياف الكتلة لتحديد الشظايا المحتملة. على سبيل المثال، فقدان جزيء ماء (H2O، كتلة 18.0106)، أو أول أكسيد الكربون (CO، كتلة 27.9949)، أو ثاني أكسيد الكربون (CO2، كتلة 43.9898)، أو جذور مثل CH3 (كتلة 15.0235). يتم حساب الكتل الناتجة بعد فقدان كل مجموعة، ويتم عرضها مع الشدة النسبية المتوقعة بناءً على قواعد ثبات الشظايا.

الأسئلة الشائعة

انشطار ألفا هو أحد أهم آليات التجزئة في مطياف الكتلة، ويحدث في المركبات التي تحتوي على ذرات غير متجانسة مثل الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت، أو في المركبات التي تحتوي على روابط متعددة. في هذه الآلية، يتم كسر الرابطة بين الكربون ألفا (الكربون المجاور للمجموعة الوظيفية) والذرة غير المتجانسة أو الرابطة المزدوجة، مما يؤدي إلى تكوين أيون موجب مستقر وكسر جذري. على سبيل المثال، في الكحولات، يحدث انشطار ألفا بجانب مجموعة الهيدروكسيل (-OH) ليعطي أيوناً مثل CH2OH+ (m/z 31) للإيثانول. تقوم الحاسبة بمحاكاة هذه الآلية من خلال التعرف على المجموعات الوظيفية في الصيغة الجزيئية (مثل وجود O أو N) وحساب كتل الأيونات الناتجة عن كسر الرابطة بين الكربون ألفا والمجموعة الوظيفية. يتم أيضاً مراعاة احتمالية الثبات النسبي للكربوكاتيون الناتج (أولي، ثانوي، ثالثي، أو مستقر بالرنين). تعرض الحاسبة هذه الشظايا مع وصف لآلية التجزئة، مما يساعد المستخدم على فهم مصدر القمم في الطيف.

إعادة ترتيب ماكلافيرتي هي عملية تجزئة مميزة تحدث في المركبات التي تحتوي على مجموعة كربونيل (C=O) مع ذرة هيدروجين في وضع جاما (γ) بالنسبة للكربونيل. في هذه العملية، ينتقل هيدروجين جاما عبر حالة انتقالية سداسية الأعضاء إلى ذرة الأكسجين الكربونيلية، يليه كسر الرابطة بين الكربون ألفا وبيتا، مما يؤدي إلى فقدان ألكين مستقر وتكون أيون إينول موجب. على سبيل المثال، في 2-بنتانون (C5H10O)، تؤدي إعادة ترتيب ماكلافيرتي إلى فقدان الإيثيلين (C2H4) وإعطاء أيون بكتلة m/z 58 (CH3C(OH)=CH2+). تقوم الحاسبة بمحاكاة هذه الآلية بالكشف عن وجود مجموعة كربونيل وهيدروجين جاما في الصيغة الجزيئية. نظراً لأن الحاسبة تتلقى الصيغة فقط، فإنها تفحص إمكانية وجود بنية تسمح بإعادة ترتيب ماكلافيرتي (مثل ألكيل كيتونات خطية أو مركبات تحتوي على سلسلة جانبية كافية). تعرض الحاسبة شظايا إعادة ترتيب ماكلافيرتي كقمم مميزة تساعد في التعرف على المركبات غير المعروفة، حيث أن فقدان ألكين بوزن جزيئي محدد يوفر معلومات عن بنية السلسلة الألكيلية.

تعتمد الحاسبة على الكتل الذرية الدقيقة (من الجدول الدوري للعناصر) لحساب الكتلة الجزيئية الدقيقة للمركب، مثل C=12.0000، H=1.007825، O=15.994915، N=14.003074، وS=31.972071. دقة الحساب تصل إلى 0.0001 وحدة كتلة ذرية، مما يسمح بالتمييز بين الشظايا التي تختلف بفارق كتلة ضئيل، مثل الفرق بين N2 (28.0061) وCO (27.9949) وهو 0.0112 فقط. هذه الدقة مهمة في مطياف الكتلة عالي الدقة (HRMS) حيث يمكن التمييز بين الصيغ الجزيئية المختلفة لنفس الكتلة الاسمية. تؤثر دقة الكتلة على التنبؤ بالشظايا لأن كل عملية فقدان (جزيء أو جذر) لها كتلة دقيقة محددة؛ فعلى سبيل المثال، فقدان H2O له كتلة دقيقة 18.010565، وفقدان CH3 له كتلة 15.023475. تستخدم الحاسبة هذه القيم الدقيقة لحساب كتل الشظايا، مما يسمح للمستخدم بمطابقة قمم الطيف التجريبي مع تلك القيم بدقة. يعتبر هذا الأمر بالغ الأهمية في تأكيد البنية الجزيئية للمركبات غير المعروفة.

في مطياف الكتلة، التجزئة يمكن أن تؤدي إما إلى فقدان جذر (أيون موجب وجذر حر) أو فقدان جزيء محايد (أيون موجب وجزيء محايد). الفرق الرئيسي هو أن فقدان الجذر ينتج عنه أيون له عدد فردي من الإلكترونات (أيون جذري)، بينما فقدان الجزيء المحايد يعطي أيوناً له عدد زوجي من الإلكترونات. من منظور الحاسبة، يتم تمييز هذه العمليات بناءً على طبيعة المجموعة المفقودة. على سبيل المثال، فقدان H• (جذر الهيدروجين) هو فقدان جذري، بينما فقدان H2O (جزيء ماء) هو فقدان محايد. في النتائج، تقوم الحاسبة بتصنيف كل شظية إما كأيون جذري أو أيون غير جذري، مما يساعد في فهم الآلية. فعلى سبيل المثال، في الإيثانول، الشظية عند m/z 45 (CH3CH2O+) هي أيون غير جذري ناتج عن فقدان جذر H•، بينما الشظية عند m/z 31 (CH2OH+) هي أيون غير جذري أيضاً ولكنه ناتج عن فقدان جذر CH3•. أما الشظية عند m/z 28 (C2H4+•) فهي أيون جذري ناتج عن فقدان محايد لجزيء H2O. تفسير هذا التصنيف يساعد المستخدم على فهم البنية الإلكترونية للأيونات والتنبؤ بثباتها. غالباً ما تكون الأيونات غير الجذرية أكثر استقراراً وتظهر بقمم أعلى شدة. توفر الحاسبة أيضاً شرحاً لآلية كل فقدان، مثل انشطار ألفا (لفقدان جذري) أو إعادة ترتيب (لفقدان محايد).

تجزئة مطياف الكتلة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

1تحليل مركب الإيثانول (C2H6O): ما هي الشظايا المتوقعة في مطياف الكتلة؟

2كيف يمكن التنبؤ بشظايا مركب الأسيتون (C3H6O) باستخدام الحاسبة؟

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة