Derzeit sind mehr als 30 Millionen chemische Verbindungen bekannt, von denen 1 Million anorganisch und der Rest organisch sind. Chemiker bestimmen die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Stoffe (Schmelz- und Siedepunkte, Löslichkeit, Dichte...). Die von Chemikern am meisten begehrte Information ist jedoch die Bestimmung der Struktur der Verbindung, aus welcher Art von Atomen sie besteht und wie diese Atome gebunden sind.
Wir wissen, dass eine Substanz wie Butan aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht. Jedes Molekül enthält 4 Kohlenstoffatome und 10 Wasserstoffatome, was durch die Formel C 4 H 10 dargestellt wird, die als Molekularformel bezeichnet wird. Wir wissen auch, dass Kohlenstoffatome zu einer linearen Kette verbunden sind. 3 Wasserstoffe sind an den ersten Kohlenstoff gebunden, 2 Wasserstoffe an den zweiten Kohlenstoff, 2 Wasserstoffe an den dritten Kohlenstoff und die letzten 3 Wasserstoffe an den vierten Kohlenstoff.
Wie kommen Chemiker an diese Informationen? Leider gibt es kein Mikroskop, das Atome unterscheiden und sehen kann, wie sie zusammenkommen, um das Molekül zu bilden. Hier sind die folgenden Schritte:
1. Bestimmen Sie die Summenformel, was mit hochauflösender Massenspektrometrie (HRMS) erfolgen kann. Obwohl es klassische Methoden gibt, die es ermöglichen, die Summenformel aus der prozentualen Zusammensetzung und dem Molekulargewicht der Verbindung zu bestimmen. An diesem Punkt kennen wir die Atome, aus denen unsere Verbindung besteht, und das Verhältnis, in dem sie beteiligt sind. Im Fall von Butan C 4 H 10 Sobald die Summenformel bekannt ist, können wir die möglichen Strukturen der Verbindung aufschreiben. Die Formel C 4 H 10 ist mit zwei Isomeren kompatibel: lineares Butan und Methylpropan.
2. Nachdem die möglichen Strukturen unserer Summenformel betrachtet wurden, wird die Analyse der Spektren es ermöglichen, einige Isomere von anderen zu unterscheiden, um festzustellen, welches von ihnen der Problemsubstanz entspricht.
