¿Por qué no se observa el pico molecular en el espectro de masas del 2,2-dimetilbutano?

Question

¿Por qué no aparece el peso molecular del 2,2-dimetilbutano en el espectro de masas? Puedo decir que a $\ce{-CH3}$ grupo se elimina sólo por las matemáticas, pero no sé la razón. El peso molecular es de 86 y sé que tiene que ver con la fragmentación.

Answer 1

La respuesta probablemente tenga que ver con la forma en que se obtuvo el espectro de masas.

La mayoría de los espectros de masas que se ofrecen en línea, incluidos los del NIST WebBook, son ionización de electrones espectros de masas. Esto significa que se coloca la muestra en una cámara, se aceleran los electrones a un realmente alta velocidad (dándoles aproximadamente $70~\mathrm{eV}$ de energía) y, a continuación, bombardear la muestra con esos electrones de alta energía para ionizarla.

La ionización de estas moléculas orgánicas no requiere tanta energía $15~\mathrm{eV}$ es una buena aproximación. Así que tienes un extra $55~\mathrm{eV}$ de energía en cada molécula. ¿Cómo puede la molécula deshacerse de este exceso de energía? La forma más sencilla es romper los enlaces químicos; la fuerza típica de un enlace oscila entre $3$ y $10~\mathrm{eV}$ .

En general, los compuestos ramificados tienden a fragmentarse más fácilmente que los de cadena recta. La razón es sencilla. Si se piensa en n -hexano, no importa qué enlace escindas, acabarás con un catión primario (o radical). Sin embargo, si se escinde en uno de los puntos de ramificación del 2,2-dimetilbutano, se obtiene un catión terciario (o radical). Un producto más estable significa que la fragmentación se produce más fácilmente.

Sin embargo, el hecho de que no se observe el ion molecular no es realmente exclusivo del 2,2-dimetilbutano. Muchos espectros de masas EI no tienen el $\ce{M+}$ pico. Si desea observar el $\ce{M+}$ pico, es mejor utilizar una técnica de ionización más suave, como por ejemplo ionización química o ionización por electrospray .