La spectroscopic de masse
1. Principe de la méthode générale
À la différence des méthodes de spectroscopic moléculaire (UV-Visible, IR, RMN)
basées sur les niveaux d ’énergie quantifiés d’une molécule, la spectroscopic de masse
utilise un processus d’ionisation global qui scinde la molécule en fragments neutres ou
ionisés. Les ions formés sont séparés en fonction du rapport masse/charge (m/Z) par un
champ électrique ou magnétique.
La spectroscopic de masse s’articule en plusieurs étapes :
1. Injection et vaporisation de l’échantillon.
2. Fragmentation de l’échantillon à étudier sous l’effet de chocs électroniques avec
production d’ions.
3. L’analyseur sépare les ions en fonction du rapport masse/charge.
4. Enregistrement et analyse de l’abondance relative des fragments. Cette analyse fournit
le spectre de masse du composé étudié. L’ion le plus abondant est défini comme ayant
une abondance relative de 100 %.
Dans la spectrométrie de masse classique, par chocs électroniques et focalisation
magnétique des ions formés, l’ionisation de molécules se fait à l’état gazeux par des
électrons ayant une énergie de l’ordre de 70 eV. Cette énergie est très supérieure aux
énergies de liaison et produit de nombreux fragments résultant de leur cassure et permet
de caractériser le composé étudié. Selon la structure de la molécule, des fragments
caractéristiques chargés positivement sont formés. Le processus de fragmentation est
très rapide. Une fois que les liaisons les plus faibles ont été rompues, les fragments
formés sont très rapidement emportés et séparés et ils ne donnent alors lieu qu’à des
réarrangements secondaires, nécessitant peu d’énergie. Le pic de masse moléculaire
correspond à l’ionisation de la molécule sans fragmentation.
■a
O
c
û
kD
O
rs]
CT
>CL
O
U
2. Analyse des ions
La trajectoire d’une particule chargée dans un champ magnétique dépend du champ
magnétique appliqué et de la courbure du tube analyseur. Il s’établit un équilibre entre
la force magnétique agissant sur le fragment ionisé et la force centrifuge. En faisant
varier la valeur du champ magnétique B ou la valeur du potentiel V, les ions formés par
ionisation sont dispersés selon leur masse et leur charge. La masse exacte du composé
et les pourcentages isotopiques de chaque atome peuvent être également déterminés.
400
1. Principe de la méthode générale
À la différence des méthodes de spectroscopic moléculaire (UV-Visible, IR, RMN)
basées sur les niveaux d ’énergie quantifiés d’une molécule, la spectroscopic de masse
utilise un processus d’ionisation global qui scinde la molécule en fragments neutres ou
ionisés. Les ions formés sont séparés en fonction du rapport masse/charge (m/Z) par un
champ électrique ou magnétique.
La spectroscopic de masse s’articule en plusieurs étapes :
1. Injection et vaporisation de l’échantillon.
2. Fragmentation de l’échantillon à étudier sous l’effet de chocs électroniques avec
production d’ions.
3. L’analyseur sépare les ions en fonction du rapport masse/charge.
4. Enregistrement et analyse de l’abondance relative des fragments. Cette analyse fournit
le spectre de masse du composé étudié. L’ion le plus abondant est défini comme ayant
une abondance relative de 100 %.
Dans la spectrométrie de masse classique, par chocs électroniques et focalisation
magnétique des ions formés, l’ionisation de molécules se fait à l’état gazeux par des
électrons ayant une énergie de l’ordre de 70 eV. Cette énergie est très supérieure aux
énergies de liaison et produit de nombreux fragments résultant de leur cassure et permet
de caractériser le composé étudié. Selon la structure de la molécule, des fragments
caractéristiques chargés positivement sont formés. Le processus de fragmentation est
très rapide. Une fois que les liaisons les plus faibles ont été rompues, les fragments
formés sont très rapidement emportés et séparés et ils ne donnent alors lieu qu’à des
réarrangements secondaires, nécessitant peu d’énergie. Le pic de masse moléculaire
correspond à l’ionisation de la molécule sans fragmentation.
■a
O
c
û
kD
O
rs]
CT
>CL
O
U
2. Analyse des ions
La trajectoire d’une particule chargée dans un champ magnétique dépend du champ
magnétique appliqué et de la courbure du tube analyseur. Il s’établit un équilibre entre
la force magnétique agissant sur le fragment ionisé et la force centrifuge. En faisant
varier la valeur du champ magnétique B ou la valeur du potentiel V, les ions formés par
ionisation sont dispersés selon leur masse et leur charge. La masse exacte du composé
et les pourcentages isotopiques de chaque atome peuvent être également déterminés.
400