Massenspektrum auswerten: Molekülpeak und Isotopenmuster
Das Massenspektrum liefert die Molekülmasse und verrät über das Isotopenmuster Chlor und Brom. Mit der Stickstoffregel prüfst du, ob eine Summenformel überhaupt passen kann.
Regeln und Werte
- M⁺ mit den Massen der häufigsten Isotope: C 12, H 1, N 14, O 16, ³⁵Cl 35, ⁷⁹Br 79
- Chlor: M+2 etwa ein Drittel von M⁺ (³⁵Cl : ³⁷Cl ≈ 3 : 1)
- Brom: M⁺ und M+2 fast gleich hoch (⁷⁹Br : ⁸¹Br ≈ 1 : 1)
- M+1 durch ¹³C: etwa 1,1 % pro C-Atom
- Stickstoffregel: ungerade Molekülmasse ↔ ungerade Zahl N-Atome
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Drei Aufgaben zu diesem Thema. Zahlen als ganze Zahl eintippen, Aufspaltung und Strukturen auswählen.
Aufgabe
Im Massenspektrum einer Verbindung erscheint der Molekülpeak mit diesen Signalen (Intensität relativ zu M⁺). Welches Halogen enthält sie?
Massenspektrum
Halogen
Masse M des Moleküls (leichteste Isotope)
Ganze Zahlen eintippen, z. B. 3. Lagen im NMR sind typische Werte (±0,3 ppm), Aufspaltung nach der n+1-Regel.
Beispiel mit Lösungsweg
Im Massenspektrum einer Verbindung erscheint der Molekülpeak mit diesen Signalen (Intensität relativ zu M⁺). Welches Halogen enthält sie?
Massenspektrum
Lösungsweg
- 1.Chlor: ³⁵Cl und ³⁷Cl etwa 3 : 1 → M+2 hat rund ein Drittel der Höhe von M⁺.
- 2.Brom: ⁷⁹Br und ⁸¹Br etwa 1 : 1 → M⁺ und M+2 fast gleich hoch.
- 3.M+1 (4 %) kommt von ¹³C: etwa 1,1 % pro C-Atom, hier 4 C.
- 4.Hier M+2 mit 97 % → Brom; M = 136.
- 5.Zum Beispiel 1-Brom-2-methylpropan (C₄H₉Br).
Typischer Fehler: Das M+2-Signal für den Molekülpeak halten oder die M+1-Linie (¹³C) als Halogen-Hinweis deuten. Halogene zeigen sich bei M+2.
Der Molekülpeak liegt bei m/z 58, ein M+2-Signal fehlt (kein Cl oder Br). Welche Summenformel passt?
Massenspektrum
Lösungsweg
- 1.C₂H₄O₂: M = 60
- 2.C₃H₉N: M = 59
- 3.C₃H₆O: M = 58 ✓
- 4.C₃H₅N: M = 55
- 5.Gerade Masse → kein oder eine gerade Zahl N-Atome (Stickstoffregel).
Typischer Fehler: Bei ungeradem M⁺ an ein Rechenversehen denken. Eine ungerade Molekülmasse ist das Zeichen für Stickstoff.
Häufige Fragen
Ist der höchste Peak immer der Molekülpeak?
Nein. Der höchste Peak (Basispeak) ist oft ein stabiles Bruchstück. Der Molekülpeak ist der Peak mit der größten Masse, abgesehen von Isotopen-Peaks M+1 und M+2.