淺析“相對(duì)豐度”問題

文章編號(hào):1005-6629(2010)09-0076-02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

人教版高中化學(xué)選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》[1]中的質(zhì)譜圖如下圖。

圖中的橫坐標(biāo)是質(zhì)荷比，質(zhì)荷比是帶正電荷的分子離子和碎片離子的相對(duì)離子質(zhì)量與其所帶正電荷數(shù)的比值。圖中的縱坐標(biāo)是“相對(duì)豐度/%”，這“相對(duì)豐度”的含義是什么呢?高中《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》并未對(duì)此明確說明。

在邢其毅主編的《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》[2]中， 質(zhì)譜圖的橫坐標(biāo)是質(zhì)荷比，質(zhì)譜圖的縱坐標(biāo)是“相對(duì)強(qiáng)度/%”。該書對(duì)“相對(duì)強(qiáng)度/%”的解釋是“圖中最高的峰稱為基峰，并人為的把它的高度定為100，其他峰的高度為該峰的相對(duì)百分比，稱為相對(duì)強(qiáng)度。”關(guān)于“強(qiáng)度”的含義問題，該書在質(zhì)譜儀的離子收集、定檢系統(tǒng)中是這樣說的:“各種不同質(zhì)荷比的離子流到達(dá)該系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生信號(hào)，其強(qiáng)度和離子數(shù)成正比，用照相或電子方法記錄所產(chǎn)生的信號(hào)，即得待測(cè)樣的質(zhì)譜。”在此， “強(qiáng)度”本身是質(zhì)譜儀上所顯示的各種正離子信號(hào)的強(qiáng)弱，這種強(qiáng)弱代表了正離子數(shù)的多少。質(zhì)譜圖上各個(gè)“峰”的高低就是各種正離子信號(hào)強(qiáng)弱的記錄，這種記錄代表了正離子數(shù)的多少。只是實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，質(zhì)譜儀并沒有測(cè)定出各種正離子的具體數(shù)字，所以，才引入了“相對(duì)強(qiáng)度”的概念。“相對(duì)強(qiáng)度”就是各種正離子數(shù)相對(duì)多少的一種比較值。由于基峰的“相對(duì)強(qiáng)度”是100，所以質(zhì)譜圖上各個(gè)峰的總和是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100的。

“豐度”是一個(gè)專用名詞，豐度是指某一同位素在其所屬的天然元素中占的原子數(shù)百分比。由豐度的定義可見，“豐度”本身就是一個(gè)相對(duì)量，此相對(duì)量是相對(duì)于某天然元素的總原子數(shù)而言的，同一元素的各種同位素的豐度之和為100%。

“相對(duì)豐度”的含義是什么呢?由豐度的含義可見 “相對(duì)豐度”是一種“相對(duì)的相對(duì)含量”，由于質(zhì)譜圖上的各個(gè)峰的高低表示的是正離子數(shù)的相對(duì)多少，所以，“相對(duì)豐度”的含義理應(yīng)是“相對(duì)的正離子數(shù)的相對(duì)多少”。仔細(xì)體會(huì)這種“相對(duì)的相對(duì)含量”——“相對(duì)豐度”的含義，它和“相對(duì)強(qiáng)度”——“相對(duì)離子數(shù)”還真有相通之處。如果我們將氕的豐度99.98 %當(dāng)成相對(duì)豐度100 %來看的話，就可以由氘的豐度0.016%折算出氘的相對(duì)豐度為0.016 %÷99.98 %≈0.016，自然界還有氚原子。這樣算來，氫元素的各種原子在自然界的“相對(duì)豐度”也就大于100%了。由此看來，質(zhì)譜圖上借用豐度的含義，用“相對(duì)豐度”表示質(zhì)譜圖的縱坐標(biāo)確實(shí)是有道理的。只是“相對(duì)豐度”的概念實(shí)在是讓人費(fèi)解，教師要真正給全體學(xué)生講清楚“相對(duì)豐度”的含義是很困難的。

從“豐度”的含義及理解 “相對(duì)豐度”的難度來說，質(zhì)譜圖的縱坐標(biāo)都不宜標(biāo)為“相對(duì)豐度”。本人認(rèn)為質(zhì)譜圖的縱坐標(biāo)既可以象大學(xué)有機(jī)化學(xué)一樣標(biāo)為“相對(duì)強(qiáng)度”，又可以標(biāo)為“相對(duì)正離子數(shù)”。

參考文獻(xiàn):

[1]人民教育出版社等單位編著.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)(選修五)·有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ).第2版[S].北京:人民教育出版社，2007:21.

[2]邢其毅主編.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué). 第2版[M].北京:高等教育出版社，2000:上冊(cè)512~513.