7.7. Масс-спектрометрия

Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия)– метод исследования вещества, основанный на ионизации атомов и молекул и регистрации спектра масс образовавшихся ионов.

Масс-спектрограф – прибор, в котором регистрацию ионов осуществляют с помощью фотопластинки. На нее направляют пучки ионов с разными значениями массы (m) и заряда (q) иона, которые образуют в разных местах проявленной фотопластинки следы в виде полос.

В масс-спектрометре ионы регистрируют электрическими методами. Под действием поля ионы движутся по круговой траектории с определенным радиусом. Ионы с одинаковой кинетической энергией, но с разными массами или зарядами проходят через поле по разным траекториям. Масс-спектрометр работает в условиях глубокого вакуума (10^–5–10^–6 Па и выше). Масс-спектр представляет собой зависимость ионного тока от m/q. Каждый пик ионного тока соответствует, например, ионам изотопов какого-либо элемента с одинаковыми зарядами. Высота пиков пропорциональна содержанию изотопа в образце.

Масс-спектроскопию применяют для определения изотопного состава элементов в веществе и точного измерения их атомных масс. Высокая чувствительность масс-спектроскопии позволяет использовать ее для микроанализа веществ (определяемая масса ~ 10^–13 г).

Специфическим методом оптической спектроскопии является фотоэлектронная спектроскопия, основанная на измерении энергетических спектров электронов, вылетающих из образца при фотоэлектронной эмиссии. Метод позволяет исследовать внешние и внутренние электронные оболочки атомов, химические связи в молекулах и определять состав вещества.

К специализированному разделу оптической спектроскопии относится спектроскопия кристаллов, предметом исследования которой являются спектры кристаллических веществ в диапазоне оптического излучения.