質譜法 (Mass spectroscopy,簡稱 MS) 量度的是物質在真空中被高能量電子撞擊所產生的陽離子的質荷比,以及具有不同質荷比的陽離子的相對強度。
質譜法是化學家常用的一種鑑定物質的方法。它可用於:
在質譜法中使用的儀器,稱為質譜儀 (mass spectrometer)。
一般而言,質譜儀包括樣本入口、電離室、將離子加速的電場、令離子發生偏轉的磁場和檢測器五個部分。你可以利用下面的動畫,了解質譜儀的工作原理。
質譜儀的內部是處於真空狀態的。當樣本被注入後,首先被氣化成為蒸氣,而後進入真空管中。
被氣化的樣本被導入電離室。在電離室中,樣本中的各種原子或分子受到高能量的電子束的轟擊,產生帶正電荷的離子。這個過程稱為離子化。
這些帶正電荷的離子,在電場中被加速,形成離子束。然後,通過狹縫,進入到磁場中。
進入磁場后,離子的運動軌跡,在強大的磁場作用下,開始發生偏轉,彎曲成弧形。離子運動軌跡的偏轉程度取決於該離子的質荷比。質荷比指的是離子的質量與它所帶電荷數的比值。質荷比愈小的離子,即質量愈小且所帶電荷數愈多的離子,其運動軌跡的偏轉程度愈大。
最後,質譜儀的檢測系統會偵測出具有不同質荷比的離子在檢測板上聚集的位置,以及每一位置上離子的相對數量 (即相對豐度),從而繪出質譜圖。