SPEKTOSKOPI NUKLEAR MAGNETIK RESONANCE ( NMR )Spektroskopi NMR mengandung muatan listrik yang pejal dan rumit, dimana kita harus menentukan elemen dasar. Kita harus ingat bahwa kita berhubunagn dengan intense magnetic field ( lading magnet yang kuat ) yang dibutuhkan sangat besar, suplai tenaga dengan control yang teliti, dan ketelitian control frekuensi. Di tahun 1924, Pauli menduga bahwa inti atom mempunyai sifat spin dan momen magnetic. Bila inti diletakan dalam medan magnet, tigkat-tinakat energinya akan terurai. Bloch dan Purcell menunjukkan bahwa inti mengabsorpsi radiasi elektromagnetik pada medan magnet yang lebih kuat karena tingkat energi menginduksi gaya magnet. Setiap inti dikelilingi oleh awan elektro yang selalu bergerak . pada pengaruh medan magnet, electron ini dipaksa bersirkulasi sedemikian rupa dalam usaha melawan medan magnet ini. Akibatnya, ini seakan-akan mendapat efek perlindungan ( shielding ) terhadap medan magnet luar. Dengan kata lain kuat medan atau frekwensi medan magnet harus ditambah agar inti dapat mengalami resonansi. Caranya yaitu dengan mengatur medan magnet melalui aliran arus searah yang akan menghasilkan sapuan ( sweeping ) pada periode yang sempit. Banyaknya medan tiang ditambahkan dapat dikonversikan menjadi frekwensinya yang ekuivalen. Nilai pergeeran kimia tergantung pada lingkungan kimia suatu proton, sedang lingkungan lingkungan kimia suatu proton tergantung pada besar kecilnya efek perlindungan oleh electron-elektron di lingkunagn proton tersebut. Pergeseran kimia diukur dalam besaran medan atau frekwensi. Perbandingan perubahan frekwensi yang diperlukan terhadap frekwnsi standar, dinyatakan dalam ppm. Standar yang digunakan adalah zat yang protonnya mempunyai perlindungan sebesar mungkin untuk memudahkan perbandingan.

Makin

besar

nilai

,

makin

besar

medan

yang

diperlukan

untuk

mengkompensasikannya agar terjadi resonansi. Harga dipengaruhi juga, diantaranya pelarut dan adanya jembatan hydrogen. Pergeseran kimia digunakan untuk identifikasi gugus fungsi dan dapat digunakan sebagai penolong untuk menentukan letak suatu gugus dalam penentuan stuktur molekul. Spektrum H-NMR Spektroskopi NMR proton merupakan sarana untuk menentukan stuktur senyawa organic dengan mengukur momen magnet atom hydrogen. Pada kebanyakan senyawa, atom hydrogen terikat pada gugus yang berlainan ( seperti CH2-, -CH3-, -CHO, -NH2, -CHOH- ) dan spektum NMR proton merupakan rekaman sejumlah atom hydrogen yang berada dalam lingkungan yang berlainan. Spektum ini tidak dapat memberikan keterangan langsung mengenai sifat kerangka karbon molekul sehingga diperlukan spektum NMR C-13. Larutan cuplikan dalam dalam pelarut lembam ditempatkan diantara kutub magnet yang kuat, dan proton mengalami geser kimia yang berlainan sesuai dengan lingkungan molekulnya di dalam molekul. Ini diukur dalam radar NMR, biasanya tetrametilsilan ( TMS ), yaitu senyawa lembam yang ditambahkan ke dalam larutan cuplikan tanpa ada kjemungkinan terjadinya reaksi kimia. Adapun terdeuterasi. Spektoskopi NMR dapat digui\nakan sebagai alat sidik jari.dan juga memberikan keterangan tentang jumlah setian tipe hydrogen. Ia juga memnerikan keterangan tentang sifat lingkungan dari setiap atom hydrogen tersebut. Kegunaan yang besar dari resonansi magnet inti adalah karena tidak setiap proton dalam molekul beresonansi pada frekwensi yang identik sama. Ini disebabkan pelarut yang biasanya digunakan yaitu atau karbontetraklorida, dimetilsulfoksida

deuterokloroform,

deuteriumoksida,

deuteroaseton,

oleh kenyataan bahwa berbagai proton dalam molekul dikelilingielektron dan menunjukan sedikit perbedaan lingkungan elektronik dari 1 proton ke proton lainnya. Proton-proton dilindungi oleh electron-elektron disekelilingnya. Spectrum NMR tidak hanya dapat membedakan beberapa banyak proton yang berbeda dalam molekul, teteapi ia juga mengungkapkan berapa banyak setiap tipe proton berbeda yang terkandung dalam molekulnya. Langkah-langkah menginterpretasikan spekta NMR : o jumlah sinyal, yang menerangkan tentang adanya beberapa macam perbedaan dari proton-proton yang terdapat dalam molekul o kedudukan sinyal, yang menerangkan sesuatu tentang lingkungan elektronik dari setiap macam proton. o Intensitas sinyal, yang menerangkan tentang berapa banyak proton dari setiap macxam proton yang ada. o Pemecahan ( splinting ) dari sebuah sinyal menjadi beberapa puncak, yang menerangkan tentang lingkungan dari sebuah proton dengan lainnya. Pada spectrum H-NMR dalam elusidasi struktur perlu diperhatikan : o Luas di bawah puncak yang biasanya dinyatakan dengan intergrasi untuk melihat perbandingan jumlah proton pada masing-masing puncak. o Terjadinya spin-spin splinting yang mengikuti segitiga pascal. Interaksi antara ikatan electron yang mempunyai kencerungan berpasangan spin dari electron dengan electron lainnya pada proton yang berdekatan. o Geseran kimia (chemical shift), yaitu kedudukan proton dalam spektum tersebut. Spektum C-NMR

Sinyal dari atom C13 dalam alat NMR dapat dideteksi karena adanya sejumlah kecil atom karbon C-13 bersama-sama C-12. momen magnet yang dihasilkan oleh 13C lebih kecil, bila dibandingkan dengan momen magnet proton, berarti sinyalnya jauh lebih lemah. Pelarut yang biasanya digunakan serupa dengan NMR proton, tetapi jangka resonansi C jauh lebih besar. Sehingga spektum NMR-13C jauh lebih teresolusi, umumnya setiap karbon dalam molekul dapat ditetapkan sinyalnya. Sama halnya seperti pada NMR proton, atom karbon penyulihannya berlainan akan menunjukkan geseran dalam jangka yang khas. Spectrum NMR pelengkap NMR proton. Pada spectrum C-NMR dalam elusidasi struktur perlu diperhatikan : o Luas di bawah puncak yang biasanya dinyatakan dengan intergrasi untuk melihat perbandingan jumlah carbon yang ekuivalen secara magnetic pada masing-masing puncak.. o Terjadinya spin-spin splinting yang mengikuti segitiga pascal. Interaksi antara ikatan electron yang mempunyai kencerungan berpasangan spin dari electron dengan electron lainnya pada proton yang diikat. Spin-spin slinting ini sering dihilangkan dengan cara di dekloping guna menghindari puncak-puncak yang tumpang tindih. o Geseran kimia (chemical shift), yaitu kedudukan karbon dalam spektum tersebut. Ini juga menggambarkan letak dan kedudukan karbon dalam molekul.13

C pada hakikatnya merupakan

Pola Fragmentasi Pada Spektra Massa Senyawa OrganikDitulis oleh Jim Clark pada 20-11-2007 Halaman ini melihat bagaimana pola fragmentasi dibentuk ketika molekul organik dimasukkan ke dalam spektrometer massa, dan bagaimana anda mendapatkan informasi dari suatu spektrum massa. Asal-usul pola fragmentasi Pembentukan ion molekuler Ketika sampel organik yang teruapkan melewati kamar ionisasi spektrometer massa, uap akan ditembak oleh berkas elektron. Elektron-elektron ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan sebuah elektron dari molekul organik untuk membentuk ion positif. Ion ini disebut ion molekuler kadang disebut juga ion induk. Ion molekuler disimbolkan dengan M+ atau titik pada versi yang kedua menunjukkan fakta bahwa pada ion tersebut terdapat elektron tunggal tak berpasangan. Merupakan setengah dari pasangan elektron dalam keadaan normal setengah yang lain dihilangkan pada proses ionisasi. Fragmentasi Ion-ion molekuler tidak stabil secara energetika, dan beberapa diantaranya akan terpecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Contoh paling sederhana adalah sebuah ion molekuler pecah menjadi dua bagian satu bagian ion positif, dan bagian lain berupa radikal bebas tak bermuatan.

Catatan: radikal bebas adalah atom atau kumpulan atom yang mengandung elektron tunggal tak berpasangan. Radikal bebas tak bermuatan tidak akan menghasilkan garis pada spektrum massa. Hanya partikel-partikel bermuatan yang akan dipercepat, dibelokkan, dan dideteksi oleh spektrometer massa. Partikel tak bermuatan ini akan dengan mudah hilang dalam mesin akhirnya, terbuang ke pompa vakum. Ion, X+, akan berjalan melalui spektrometer massa seperti ion positif yang lain dan akan menghasilkan sebuah garis pada diagram.

Semua daftar fragmentasi dari ion molekuler awal adalah mungkin dan artinya anda akan mendapatkan seluruh garis pada spektrum massa. Sebagai contoh, spektrum massa pentana terlihat seperti ini:

Adalah penting untuk memahami bahwa pola garis pada spektrum massa senyawa organik menceritakan sesuatu yang sedikit berbeda dari pola garis pada spektrum massa unsur. Untuk unsur, tiap garis menunjukkan isotop yang berbeda dari unsur tersebut. Untuk senyawa, tiap garis menunjukkan fragmen/pecahan yang berbeda yang dihasilkan ketika ion molekuler pecah. Puncak ion molekuler dan puncak dasar Pada diagram spektrum massa pentana, garis yang dihasilkan oleh ion paling berat yang melewati mesin (pada m/z = 72) adalah garis untuk ion molekuler. Garis paling tinggi pada diagram (dalam contoh ini pada m/z = 43) disebut puncak dasar.Biasanya diberi tinggi 100, dan tinggi yang lainnya dihitung relatif terhadap puncak dasar. Puncak dasar adalah puncak yang paling tinggi karena menunjukkan ion fragmen yang paling banyak terbentuk selain itu karena ada beberapa cara dimana ia dapat dihasilkan selama fragmentasi dari ion induk, atau karena ia merupakan ion yang stabil. Menggunakan pola fragmentasi Bagian ini akan mengabaikan pengetahuan yang dapat anda peroleh dari ion molekuler. Itu dibahas dalam tiga bagian lain yang anda dapatkan pada menu spektrometri massa. Anda akan menemukan link pada akhir halaman. Mengamati ion yang menghasilkan garis Ini biasanya merupakan sesuatu yang paling sederhana yang ditanyakan kepada anda. Spektrum massa pentana

Marilah kita lihat spektrum massa pentana:

Apakah yang menyebabkan garis pada m/z = 57? Berapa banyak atom karbon yang ada dalam ion ini? Tidak mungkin 5 karena 5 x 12 = 60. Bagaimana dengan 4? 4 x 12 = 48. Sisa 9 untuk mencapai 57. Bagaimana dengan C4H9+? C4H9+ dapat dituliskan [CH3CH2CH2CH2]+, dan ini dapat dihasilkan melalui fragmentasi berikut:

Radikal metil yang dihasilkan akan dengan mudah hilang dalam mesin. Garis pada m/z = 43 dapat dikerjakan dengan cara yang sama. Jika anda mengutak-atik angkanya, anda akan menemukan bahwa ini berhubungan dengan pemecahan yang menghasilkan ion 3-karbon:

Garis pada m/z = 29 adalah khas untuk ion etil, [CH3CH2]+:

Garis lain pada spektrum massa lebih sulit untuk diterangkan. Sebagai contoh, garis dengan nilai m/z lebih kecil 1 atau 2 dari garis-garis yang mudah, sering disebabkan oleh hilangnya satu atau lebih atom hidrogen selama proses fragmentasi. Anda sangat tidak menyukai jika diminta untuk menjelaskannya tetapi ini merupakan contoh yang paling mudah dimengerti dalam ujian level A. Spektrum massa pentan-3-on

Sekarang puncak dasar ( puncak paling tinggi dan juga ion fragmen paling umum) adalah pada m/z = 57. Tetapi ini bukan dihasilkan oleh ion yang sama seperti puncak dengan nilai m/z yang sama pada pentana. Jika anda ingat, puncak m/z = 57 dalam pentana dihasilkan oleh [CH3CH2CH2CH2]+. Jika anda melihat struktur pentan-3-on, tidak mungkin mendapatkan fragmen yang sama. Cari dengan cara memotong molekul sedikit demi sedikit sampai mendapatkan 57. Dengan sedikit kesabaran, anda akhirnya akan mendapatkan [CH3CH2CO]+ yang dihasilkan dari fragmentasi ini:

Anda akan mendapatkan hasil yang sama, dimanapun anda memecah ion molekuler, di sisi kiri maupun kanan gugus CO. Puncak m/z = 29 dihasilkan oleh ion etil yang sekali lagi dapat dibentuk dengan memecah ion molekuler pada bagian lain gugus CO.

Tinggi puncak dan stabilitas ion Ion yang lebih stabil akan lebih disukai pembentukannya. Makin banyak ion yang terbentuk, makin tinggi puncaknya. Kita akan melihat dua contoh yang umum untuk hal ini. Contoh yang melibatkan karbokation (ion karbonium) Meringkas kesimpulan paling penting dari halaman karbokation:

Meringkas kesimpulan paling penting dari halaman karbokation:

Urutan stabilitas karbokation primer < sekunder < tersier Menerapkan logika ini untuk pola fragmentasi, artinya bahwa pemecahan yang menghasilkan karbokation sekunder akan lebih berhasil dibanding primer. Pemecahan yang menghasilkan karbokation tersier akan lebih disukai lagi. Sekarang lihatlah pada spektrum massa 2-metilbutana. 2-metilbutana adalah isomer dari pentana isomer adalah molekul dengan rumus molekul sama, tetapi berbeda dalam pengaturan susunan atom-atomnya.

Pertama lihatlah pada puncak yang sangat kuat pada m/z = 43. Ini disebabkan oleh ion yang berbeda, tak ada hubungannya dengan puncak dalam spektrum massa pentana. Puncak ini dalam 2-metilbutana disebabkan oleh:

Ion yang terbentuk adalah karbokation sekunder mempunyai dua gugus alkil yang menempel pada karbon yang bermuatan positif. Ini relatif stabil. Puncak pada m/z = 57 lebih tinggi daripada garis yang ada pada pentana. Sekali lagi karbokation dibentuk sekarang, dengan:

Anda akan mendapatkan ion yang sama, tentu, jika tangan kiri gugus CH3 pecah tanpa bagian bawah seperti yang kita gambarkan. Dua spektra berikut, mungkin merupakan contoh paling menarik dari stabilitas karbokation sekunder. Contoh yang melibatkan ion asilium, [RCO]+ Ion dengan muatan positif pada karbon dari gugus karbonil, C=O, juga relatif stabil. Ini terlihat sangat jelas dalam spektra massa keton seperti pentan-3-on.

Puncak dasar, pada m/z=57, disebabkan oleh ion [CH3CH2CO]+. Kita telah membicarakannya pada fragmentasi yang menghasilkan ini. Menggunakan spektra massa untuk membedakan antar senyawa Andaikan anda diminta untuk menunjukkan cara membedakan antara pentan-2-on dan pentan-3-on menggunakan spektra massanya. pentan-2-on pentan-3-on CH3COCH2CH2CH3 CH3CH2COCH2CH3

Masing-masing akan terpecah untuk menghasilkan ion dengan muatan positif pada gugus CO. Pada kasus pentan-2-on, ada dua ion yang berbeda:

[CH3CO]+ [COCH2CH2CH3]+

Yang akan memberikan garis yang kuat pada m/z = 43 dan 71.

Dengan pentan-3-on, anda hanya akan mendapatkan satu ion yang sejenis:

[CH3CH2CO]+

Anda akan mendapatkan garis yang kuat pada 57. Anda tak perlu khawatir dengan garis-garis lain pada spektra garis 43, 57, dan 71 memberikan anda banyak perbedaan diantara keduanya. Garis 43 dan 71 tidak ada pada spektrum pentan-3-on, dan garis 57 tidak ada pada spektrum pentan-2-on. Kedua spektra terlihat seperti ini:

Pencocokan komputer terhadap spektra massa Seperti yang anda lihat, spektrum massa senyawa organik, bahkan yang sangat mirip pun, akan berbeda karena fragmentasi yang berbeda dapat terjadi. Tersedia bagi anda basis data spektra massa, beberapa spektrum yang tak diketahui dapat dianalisis dengan komputer dan dicocokkan dengan basis data.

Spektra Massa Puncak Ion Molekuler (M+)Ditulis oleh Jim Clark pada 20-11-2007 Halaman ini menjelaskan bagaimana menentukan massa rumus relatif (massa molekul relatif) suatu senyawa organik dari spektrum massanya. Halaman ini juga menunjukkan bagaimana spektrum massa resolusi tinggi dapat dipakai untuk menentukan rumus molekul suatu senyawa.

Menggunakan spektrum massa untuk menentukan massa rumus relatifPembentukan ion molekulerKetika sampel organik yang teruapkan melewati kamar ionisasi spektrometer massa, uap akan ditembak oleh berkas elektron. Elektron-elektron ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan sebuah elektron dari molekul organik untuk membentuk ion positif. Ion ini disebut ion molekuler. Ion molekuler disimbolkan dengan M+ atau titik pada versi yang kedua menunjukkan fakta bahwa pada ion terdapat elektron tunggal tak berpasangan. Merupakan setengah dari pasangan elektron dalam keadaan normal setengah yang lain dihilangkan pada proses ionisasi. Ion molekuler cenderung tidak stabil dan pecah menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil. Fragmen-fragmen ini menghasilkan diagram garis. Fragmentasi tidak relevan dibahas di halaman ini kita lebih memfokuskan pada ion molekuler. Menggunakan ion molekuler untuk menentukan massa rumus relatif Pada spektrum massa, ion paling berat (ion dengan nilai m/z paling besar) akan dianggap sebagai ion molekuler. Beberapa senyawa mempunyai spektra massa yang tidak mengandung puncak ion molekuler, karena semua ion molekuler pecah menjadi fragmenfragmen. Sebagai contoh, pada spektrum massa pentana, ion paling berat mempunyai m/z 72.

Karena nilai m/z terbesar adalah 72, itu menunjukkan ion terbesar yang melewati spektrometer massa dan anda dapat menganggap itu sebagai ion molekuler. Karena itu, massa rumus relatif senyawa tersebut adalah 72. Menentukan massa rumus relatif (massa molekul relatif) dari spektrum massa adalah mudah. Carilah puncak dengan nilai m/z tertinggi, nilai itu merupakan massa rumus relatif senyawa. Dengan demikian, ada kerumitan yang muncul karena kemungkinan ada isotop yang berbeda (misal pada karbon, klorin, atau bromin) pada ion molekuler. Kasus ini dibahas di halaman terpisah.

Menggunakan spektrum massa untuk menentukan rumus molekulSejauh ini kita telah melihat nilai m/z pada spektrum massa sebagai angka keseluruhan, tetapi mungkin juga untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dengan menggunakan spektrometer massa resolusi tinggi. Anda dapat menggunakannya untuk informasi yang lebih akurat tentang massa ion molekuler untuk mengetahui rumus molekul suatu senyawa.

Massa-massa isotop yang akuratUntuk fungsi perhitungan normal, anda cenderung untuk menggunakan massa isotop relatif. Sebagai contoh, anda terbiasa dengan angka-angka:1

H C 14 N 16 O12

1 12 14 16

Untuk 4 angka desimal, dengan demikian, ini adalah massa isotop relatifnya:1

H C 14 N 16 O12

1.0078 12.0000 14.0031 15.9949

Nilai karbon adalah 12.0000, tentu, karena semua massa unsur lain dihitung terhadap skala karbon-12 yang didasarkan pada isotop karbon-12 yang mempunyai massa tepat 12.

Menggunakan nilai yang akurat ini untuk menentukan rumus molekulDua senyawa organik sederhana mempunyai massa rumus relatif 44 propena, C3H8, dan etanal, CH3CHO. Dengan spektrometer massa resolusi tinggi, anda dapat dengan mudah menentukan senyawa yang manakah yang anda miliki. Pada spektrometer massa resolusi tinggi, puncak ion molekuler untuk dua senyawa memberikan nilai m/z sebagai berikut: C3H8 CH3CHO 44.0624 44.0261

Anda dapat dengan mudah mengecek dengan menambahkan angka-angka dari tabel massa isotop relatif yang akurat di atas.

Pertanyaan yang mungkin di ujianSuatu gas diketahui hanya mengandung unsur-unsur dari daftar berikut:1

H C 14 N 16 O12

1.0078 12.0000 14.0031 15.9949

Pada spektrometer massa resolusi tinggi gas tersebut mempunyai puncak ion molekuler pada m/z = 28.0312. Gas apakah itu? Setelah sedikit berhitung, anda akan mendapatkan 3 gas yang memiliki massa rumus relatif mendekati 28 dan yang mengandung unsur-unsur dari daftar. Yaitu N2, CO dan C2H4.

Perhitungan massa rumus relatifnya secara akurat diperoleh: N2 CO C2H4 Jelas gas itu adalah C2H4. 28.0062 27.9949 28.0312

\

Spektra Massa Puncak M+1

Ditulis oleh Jim Clark pada 20-11-2007 Halaman ini menjelaskan bagaimana puncak M+1 pada spektrum massa dapat digunakan untuk memperkirakan banyaknya atom karbon dalam suatu senyawa organik.

Apakah yang menyebabkan puncak M+1?Apakah puncak M+1 itu?Jika anda mempunyai spektrum massa yang lengkap (bukan yang disederhanakan), anda akan menemukan garis kecil sebesar 1 unit m/z di sebelah kanan puncak utama ion molekuler. Puncak kecil ini disebut puncak M+1.

Dalam soal untuk tingkat ini (tingkat A di Inggris atau yang sederajat), puncak M+1 sering dihilangkan untuk menghindari kebingungan terutama jika anda diminta untuk menentukan massa rumus relatif suatu senyawa dari puncak ion molekuler.

Isotop karbon-13Puncak M+1 disebabkan oleh adanya isotop 13C dalam molekul. 13C adalah isotop karbon yang stabil jangan keliru dengan isotop 14C yang merupakan radioaktif. Karbon-13 menyusun 1,11% dari seluruh atom karbon. Jika anda mempunyai senyawa sederhana seperti metana, CH4, kira-kira 1 dalam tiap 100 molekul ini akan mengandung karbon-13 di samping karbon-12 yang sudah umum. Artinya dalam tiap 100 molekul metana terdapat 1 molekul yang mempunyai massa 17 (13+4) bukan 16 (12+4). Spektrum massa akan mempunyai garis yang menunjukkan ion molekuler [13CH4]+ dan [12CH4]+. Garis pada m/z = 17 akan lebih kecil daripada garis pada m/z = 16 karena isotop karbon13 lebih jarang diperoleh. Secara statistik anda akan memperoleh perbandingan 1 ion

yang lebih berat untuk tiap 99 ion yang lebih ringan. Itulah mengapa puncak M+1 lebih kecil daripada puncak M+.

Menggunakan puncak M+1

Apakah yang terjadi jika terdapat lebih dari 1 atom karbon dalam suatu senyawa?Bayangkan suatu senyawa mengandung 2 atom karbon. Pada keduanya, kira-kira 1 dalam 100 kesempatan terdapat 13C.

Karena itu 2 dalam 100 kesempatan dari molekul secara keseluruhan mengandung satu atom 13C bukan atom 12C atom sisanya, 98 dalam 100 peluang dari kedua atom adalah 12 C. Itu artinya bahwa perbandingan tinggi puncak M+1 terhadap puncak M+ kira-kira 2 : 98. Ini cukup jelas, puncak M+1 kira-kira 2 % dari tinggi puncak M+.

Menggunakan tinggi puncak relatif untuk memprediksi banyaknya atom karbonJika ada sejumlah kecil atom karbonJika anda menghitung tinggi puncak M+1 sebagai persentase tinggi puncak dari puncak M+, itu dapat memberikan anda banyaknya atom karbon dalam suatu senyawa. Kita telah melihat bahwa suatu senyawa dengan 2 karbon akan mempunyai puncak M+1 kira-kira 2 % dari tinggi puncak M+. Dengan cara yang sama, anda dapat menunjukkan bahwa suatu senyawa dengan 3 karbon akan mempunyai puncak M+1 kira-kira 3 % dari tinggi puncak M+.

Dengan jumlah atom karbon yang lebih besarPerkiraan yang kita buat tidak akan dapat dipakai untuk lebih dari 2 atau 3 karbon. Bagian atom karbon yang berupa 13C bukanlah 1 % tapi 1,11 %. Dan perkiraan bahwa rasio 2 : 98 adalah sekitar 2% tidak berlaku ketika jumlah yang kecil ini meningkat.

Perhatikan sebuah molekul dengan 5 karbon di dalamnya. Anda akan mendapatkan bahwa 5,55 (51,11) molekul mengandung 1 13C untuk tiap 94,45 (100 5,55) yang hanya mengandung atom 12C. Jika anda mengubah tinggi puncak M+1 sebagai persentase dari puncak M+, anda mendapatkan jawaban 5,9 % (5,55/94,45 x 100). Itu cukup mendekati 6 % yang memungkinkan munculnya kesalahan, anda akan beranggapan ada 6 atom karbon. Jika lebih dari 3 atom karbon, anda jangan yakin dengan perkiraan bahwa tinggi puncak M+1 sebagai persentase dari tinggi puncak M+ yang menunjukkan banyaknya karbon anda perlu melakukan beberapa penjumlahan kecil yang agak rumit!

Spektra Massa Puncak M+2Ditulis oleh Jim Clark pada 20-11-2007 Halaman ini menjelaskan bagaimana puncak M+2 pada suatu spektrum massa muncul dengan adanya atom klorin dan bromin dalam suatu senyawa organik. Halaman ini juga menjelaskan sedikit tentang adanya puncak M+4 pada senyawa yang mengandung dua atom klorin.

Pengaruh atom klorin dan bromin pada spektrum massa senyawa organikSenyawa yang mengandung atom klorin Satu atom klorin dalam suatu senyawa

Puncak ion molekuler (M+ dan M+2) masing-masing mengandung satu atom klorin tetapi klorin dapat berupa dua isotop klorin, 35Cl dan 37Cl. Ion molekuler yang mengandung isotop 35Cl mempunyai massa rumus relatif 78. Sedangkan yang mengandung 37Cl mempunyai massa rumus relatif 80 oleh karena itu ada dua garis pada m/z = 78 dan m/z = 80. Perhatikan bahwa perbandingan tinggi puncaknya 3 : 1. Hal itu menunjukkan fakta bahwa klorin mengandung isotop 35Cl 3 kali lebih banyak daripada isotop 37Cl. Itu artinya bahwa akan ada 3 kali lebih banyak molekul yang mengandung isotop yang lebih ringan daripada yang lebih berat. Jadi . . . jika anda melihat pada daerah ion molekuler, dan menemukan dua puncak terpisah sejauh 2 unit m/z dan perbandingan tinggi puncaknya 3 : 1, itu menunjukkkan pada anda bahwa molekul tersebut mengandung 1 atom klorin. Anda dapat juga melihat pola yang sama pada spektrum massa di atas yaitu pada m/z = 63 dan m/z = 65. Pola itu disebabkan oleh ion fragmen yang juga mengandung satu atom klorin yang dapat berupa 35Cl atau 37Cl. Fragmentasi yang menghasilkan ion itu adalah:

Dua atom klorin dalam suatu senyawa

Garis-garis pada daerah ion molekuler (pada m/z 98, 100, dan 102) muncul karena adanya berbagai kombinasi isotop klorin yang mungkin. Karbon dan hidrogen menambah 28 jadi berbagai ion molekuler yang mungkin adalah: 28 + 35 + 35 = 98 28 + 35 + 37 = 100 28 + 37 + 37 = 102 Jika anda memahami matematika, anda dapat menunjukkkan bahwa peluang dari penyusunan ini muncul dengan perbandingan 9:6:1 dan ini adalah perbandingan tinggi puncak. Jika anda tidak mengetahui benar matematika, cukup mengetahui perbandingan ini saja! Jadi . . . jika anda mempunyai 3 garis pada daerah ion molekuler ( M+, M+2, dan M+4) dengan jarak masing-masing 2 unit m/z, dan dengan perbandingan tinggi puncak 9:6:1, maka senyawa tersebut mengandung 2 atom klorin.

Senyawa yang mengandung atom brominBromin mempunyai dua isotop, 79Br dan 81Br dengan perkiraan perbandingan 1 : 1 (50,5 : 49,5 jika anda ingin lebih rumit!). Itu artinya bahwa suatu senyawa yang mengandung 1 atom bromin akan mempunyai dua puncak dalam daerah ion molekuler, tergantung pada isotop bromin mana yang terdapat pada ion molekuler. Tidak seperti senyawa yang mengandung klorin, di sini dua puncak akan mempunyai tinggi yang hampir sama.

Karbon dan hidrogen akan menambah 29. Oleh karena itu nilai m/z puncak M+ dan M+2 adalah: 29 + 79 = 108 29 + 81 = 110 Jadi . . . jika anda mempunyai dua garis pada daerah ion molekuler dengan jarak 2 unit m/z dan dengan tinggi yang hampir sama, itu menunjukkan keberadaan atom bromin dalam suatu molekul.