精确质量计算器是一种用于化学和分子分析的精密计算工具,它仅根据分子中每种元素最丰富的同位素来确定分子的精确质量。这与使用平均原子质量的分子量不同。精确质量在质谱等领域尤为重要,因为在这些领域中,相似化合物之间的细微区别对于准确识别至关重要。
该工具可帮助研究人员、学生和实验室技术人员验证分子式,并将质谱中观察到的峰值与计算出的质量进行匹配,精确到小数点后几位,通常在百万分率 (ppm) 的范围内。
精确质量计算器公式
精确质量 = Σ (原子数ᵢ × 同位素质量ᵢ)
地点:
- 精确质量 是使用最常见同位素计算的总质量
- 原子数ᵢ 是化学式中每个元素的原子数
- 同位素质量 是每种元素最丰富的同位素的质量(不是平均原子量)
常见同位素质量参考值:
元素 | 同位素 | 同位素质量 (u) |
---|---|---|
H | ¹H | 1.007825 |
C | ¹²C | 12.000000 |
N | ¹⁴N | 14.003074 |
O | ¹⁶O | 15.994915 |
S | ³²S | 31.972071 |
Cl | ³⁵Cl | 34.968853 |
使用这种方法可以避免平均质量计算带来的舍入误差,并提供分析化学所需的精度。
有用的参考表
该表提供了简单有机分子的预先计算的精确质量,以节省时间:
分子式 | 姓名 | 精确质量 (u) |
---|---|---|
水 | 水 | 18.010565 |
二氧化碳 | 二氧化碳 | 43.989830 |
CH₄ | 甲烷 | 16.031300 |
碳氢化合物 | 乙烷 | 30.046950 |
碳氢键 | 苯 | 78.046950 |
C₆H₁2O₆ | 血糖 | 180.063390 |
这使得在光谱中分析未知化合物时可以进行快速比较。
精确质量计算器示例
让我们计算一下 C₂H₆O (乙醇):
- 碳(C):2个原子×12.000000u=24.000000
- 氢(H):6个原子×1.007825 u = 6.046950
- 氧气(O):1个原子×15.994915 u = 15.994915
精确质量 = 24.000000 + 6.046950 + 15.994915 = 46.041865 u
该结果允许在实验室报告或基于软件的分子识别中进行精确的质量比较。
最常见的常见问题解答
精确质量和分子量有什么区别?
分子量使用平均原子质量并反映典型的原子样本,而精确质量使用最丰富的同位素的质量,这对于精确分析至关重要。
什么时候应该使用精确质量而不是分子量?
在高分辨率质谱、碎片识别和化学指纹分析化合物时使用精确质量。
同位素质量总是固定的吗?
是的,每种稳定同位素的同位素质量都是恒定的,不会变化。然而,具有多种稳定同位素的元素(例如氯)会根据其存在的同位素而具有不同的确切质量。