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Massenspektrometer - Die Ionenquelle - Elektronenstoß-Ionisation

Energetische Betrachtungen

Für energetische Betrachtungen des Ionisations- und Fragmentierungsprozesses muss die Energie der Stoßelektronen mit der Energie, die für die Spaltung einzelner Bindungen notwendig ist, verglichen werden.

Die kinetische Energie der Stoßelektronen kann folgendermaßen berechnet werden:

E k i n = e U N E k i n = 1,602 10 19 C 70 V 6,022 10 23 m o l 1 E k i n = 6,75 10 3  k J / m o l e = Elementarladung U = Spannung zwischen Anode und Kathode N = Avogadro-Konstante

Für die Ionisation des Moleküls werden davon maximal 20 Prozent (14eV oder 1,35103 kJmol-1 ) verbraucht (vgl. Ionisationsenergie organischer Moleküle). Der Rest, also 5,4103 kJmol-1 , verbleibt als Überschussenergie im Molekül und kann für die Spaltung von Bindungen genutzt werden. Die Stärke der chemischen Bindungen organischer Moleküle liegt im Bereich von einigen zehntel kJmol-1 .

Tab.1
Stärke chemischer Bindungen
BindungStärke [ kJmol-1 ]
H2C=CH2 0,720
H3C-CH3 0,360
H-CH3 0,430
H-C6H5 0,460
HO-CH 0,440

Daraus folgt, dass die bei der Elektronenstoß-Ionisation zugeführte Energie ausreicht, um eine Vielzahl von Bindungen im Molekül zu spalten.

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