La ionización de electrones o Impacto de electrones (EI, Electron Ionization o Electron Impact) es el método más común de ionización de sustancias en fase gaseosa en espectrometría de masas .
Durante la ionización de electrones, las moléculas de la sustancia analizada ingresan al flujo de electrones que se mueven desde el cátodo emisor hacia el ánodo. La energía de los electrones en movimiento suele ser de 70 eV, que, según la fórmula de De Broglie , corresponde a la longitud de un enlace químico estándar en moléculas orgánicas (alrededor de 0,14 nm). Los electrones provocan la ionización de las moléculas analizadas con la formación de cationes radicales:
METRO + mi − = METRO .+ + 2e −
La ionización de electrones tiene lugar en el vacío (en comparación con la ionización química ) para evitar la producción masiva de iones de gases atmosféricos que pueden recombinarse y destruir los iones del analito.
Dado que la energía de los electrones es mucho mayor que la energía del enlace químico , se produce la fragmentación de los iones. La química de la fragmentación de iones durante la fragmentación electrónica está bien estudiada, por lo tanto, conociendo las masas de los fragmentos y sus intensidades, se puede predecir la estructura inicial de una sustancia [1] . Los espectros de masas obtenidos mediante el método de ionización de electrones son muy reproducibles , por lo que hoy en día existen bibliotecas que contienen cientos de miles de espectros de diversas sustancias, lo que facilita enormemente el análisis cualitativo .
Algunas sustancias sufren una fragmentación muy intensa, generando únicamente fragmentos de bajo peso molecular que dificultan su identificación. Existe un método alternativo de ionización química para analizar tales sustancias .
El potencial de ionización de una molécula de compuesto orgánico suele ser inferior a 15 eV, por lo que el bombardeo de electrones con una energía de 50 eV o más imparte un exceso de energía interna al ion molecular resultante. Esta energía se disipa parcialmente debido a la ruptura de enlaces covalentes, cuya energía está en el rango de 3 a 10 eV.
Por lo general, dicha descomposición ocurre de manera selectiva, captura una amplia gama de enlaces, es altamente reproducible y característica de un compuesto dado. Además, los procesos de fragmentación son predecibles y son ellos los que determinan las amplias posibilidades de la espectrometría de masas para el análisis estructural. A menudo, el exceso de energía del ion molecular es demasiado alto, lo que conduce a la desaparición de su pico en el espectro de masas (la razón de esto puede ser la inestabilidad del ion molecular). Reducir la energía del haz de electrones es una técnica común para obtener un ion molecular, mientras que el grado de fragmentación se reduce significativamente. La desventaja de esta técnica es que el espectro cambia y su comparación con el espectro de la literatura "estándar" se vuelve imposible.
Algunas de las bases de datos públicas contienen espectros de EI (impacto de electrones) de más de 390 000 compuestos, que son fáciles de encontrar mediante algoritmos de búsqueda. [2]
| Espectrometría de masas | |
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| fuente de iones | |
| analizador de masas |
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| Detector |
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| combinación de EM |
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