В настоящее время известно более 30 миллионов химических соединений, из которых 1 миллион неорганических, а остальные органические. Химики определяют физические и химические свойства этих веществ (температуры плавления и кипения, растворимость, плотность...). Однако наиболее желанной для химика информацией является определение структуры соединения, из каких атомов оно состоит и как эти атомы связаны.
Мы знаем, что такое вещество, как бутан, состоит из углерода и водорода. Каждая молекула содержит 4 атома углерода и 10 атомов водорода, что представлено формулой C 4 H 10 , называемой молекулярной формулой. Мы также знаем, что атомы углерода связаны в линейную цепь. 3 атома водорода присоединены к первому углероду, 2 атома водорода ко второму углероду, 2 атома водорода к третьему углероду и последние 3 атома водорода к четвертому углероду.
Как химики получают эту информацию? К сожалению, не существует микроскопа, способного различить атомы и увидеть, как они объединяются, образуя молекулу. Вот шаги, которые необходимо выполнить:
1. Определите молекулярную формулу, что можно сделать с помощью масс-спектрометрии высокого разрешения (HRMS). Хотя существуют классические методы, позволяющие определить молекулярную формулу по процентному составу и молекулярной массе соединения. На данный момент мы знаем атомы, из которых состоит наше соединение, и соотношение, в котором они участвуют. В случае бутана C 4 H 10 Как только молекулярная формула известна, мы можем записать возможные структуры соединения. Формула C 4 H 10 совместима с двумя изомерами: линейным бутаном и метилпропаном.
2. После рассмотрения возможных структур нашей молекулярной формулы анализ спектров позволит отличить одни изомеры от других, чтобы установить, какой из них соответствует проблемному веществу.
