Mass (mass spectrometry)
માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર દ્વારા નોંધાયેલ દળ સાધનની લાક્ષણિકતાઓ અને દળ વર્ણપટ પ્રદર્શિત કરવાની રીતના આધારે વિવિધ ભૌતિક જથ્થાનો સંદર્ભ આપી શકે છે. એકમો ડાલ્ટન (પ્રતીકઃ ડા) એ પ્રમાણભૂત એકમ છે જેનો ઉપયોગ અણુ અથવા પરમાણુ સ્કેલ (અણુ સમૂહ) પર દળને સૂચવવા માટે થાય છે. એકીકૃત અણુ સમૂહ એકમ (પ્રતીકઃ યુ) ડાલ્ટનની સમકક્ષ છે. એક ડાલ્ટન એ લગભગ એક જ પ્રોટોન અથવા ન્યુટ્રોનનું દળ છે. એકીકૃત અણુ સમૂહ એકમનું મૂલ્ય છે. "એકીકૃત" ઉપસર્ગ વિનાનું અમૂ એ ઓક્સિજન પર આધારિત એક અપ્રચલિત એકમ છે, જેને 1961માં બદલવામાં આવ્યું હતું. મોલેક્યુલર માસ પદાર્થનું મોલેક્યુલર માસ (સંક્ષિપ્તમાં શ્રી), જેને અગાઉ મોલેક્યુલર વજન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવતું હતું અને સંક્ષિપ્તમાં એમડબલ્યુ તરીકે ઓળખાતું હતું, તે પદાર્થના એક અણુનું દળ છે, જે એકીકૃત અણુ દળ એકમ યુ (1/12 12C ના એક અણુનું દળ) ની સરખામણીમાં છે. આ સાપેક્ષતાને કારણે, પદાર્થના પરમાણુ દ્રવ્યમાનને સામાન્ય રીતે સંબંધિત પરમાણુ દ્રવ્યમાન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને સંક્ષિપ્તમાં શ્રી સરેરાશ દ્રવ્યમાન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સૂત્ર H2O સાથે કુદરતી પાણીનું સરેરાશ દળ 1.00794 + 1.00794 + 15.9994 = 18.01528 Da છે. દળ સંખ્યા, જેને ન્યુક્લિયોન સંખ્યા પણ કહેવાય છે, તે અણુ બીજકમાં પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની સંખ્યા છે. દળ સંખ્યા તત્વના દરેક આઇસોટોપ માટે અનન્ય છે અને તે તત્વના નામ પછી અથવા તત્વના પ્રતીકની ડાબી બાજુએ સુપરસ્ક્રિપ્ટ તરીકે લખવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બન-12 (12C) માં 6 પ્રોટોન અને 6 ન્યુટ્રોન હોય છે. નોમિનલ માસ એક તત્વ માટે નોમિનલ માસ એ તેના સૌથી વિપુલ પ્રમાણમાં કુદરતી રીતે બનતા સ્થિર આઇસોટોપનો માસ નંબર છે, અને આયન અથવા પરમાણુ માટે, નોમિનલ માસ એ ઘટક અણુઓના નોમિનલ માસનો સરવાળો છે. આઇસોટોપ વિપુલતાને IUPAC દ્વારા કોષ્ટક કરવામાં આવે છેઃ ઉદાહરણ તરીકે કાર્બનમાં બે સ્થિર આઇસોટોપ 12C છે જે 98.9% કુદરતી વિપુલતા પર અને 13C એ 1.1% કુદરતી વિપુલતા પર છે, આમ કાર્બનનું નજીવું દળ 12 છે. નોમિનલ માસ હંમેશા સૌથી નીચો માસ નંબર હોતો નથી, ઉદાહરણ તરીકે આયર્નમાં આઇસોટોપ 54Fe, 56Fe, 57Fe અને 58Fe હોય છે, જેમાં અનુક્રમે 6 ટકા, 92 ટકા, 2 ટકા અને 0.3 ટકા વિપુલતા હોય છે, અને નોમિનલ માસ 56 Da હોય છે. અણુ માટે, નજીવો દળ ઘટક તત્વોના નજીવા દળોનો સરવાળો કરીને મેળવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે પાણીમાં નજીવા દળ 1 Da સાથે બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને નજીવા દળ 16 Da સાથે એક ઓક્સિજન અણુ હોય છે, તેથી H2O નું નજીવું દળ 18 Da છે. માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીમાં, નોમિનલ માસ અને મોનોઆઇસોટોપિક માસ વચ્ચેનો તફાવત એ માસ ડિફેક્ટ છે. આ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાતી દળ ખામીની વ્યાખ્યાથી અલગ છે, જે સંયુક્ત કણોના દળ અને તેના ઘટક ભાગોના દળોના સરવાળા વચ્ચેનો તફાવત છે. સચોટ દળ (વધુ યોગ્ય રીતે, માપેલ સચોટ દળ) એ પ્રાયોગિક રીતે નિર્ધારિત દળ છે જે તાત્વિક રચનાને નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. 200 ડી. એ. થી ઓછું દળ ધરાવતા અણુઓ માટે, 5 પી. પી. એમ. ની ચોકસાઈ ઘણીવાર મૌલિક રચનાને અનન્ય રીતે નક્કી કરવા માટે પૂરતી હોય છે. ચોક્કસ દળ સમસ્થાનિક પ્રજાતિનું ચોક્કસ દળ (વધુ યોગ્ય રીતે, ગણતરી કરેલ ચોક્કસ દળ) પરમાણુના વ્યક્તિગત સમસ્થાનિકોના દળોનો સરવાળો કરીને મેળવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બે હાઇડ્રોજન-1 (1H) અને એક ઓક્સિજન-16 (16O) ધરાવતું પાણીનું ચોક્કસ દળ 1.0078 + 1.0078 + 15.9949 = 18.0105 Da છે. બે હાઇડ્રોજન-2 (ડ્યુટેરિયમ અથવા 2H) અને એક ઓક્સિજન-16 (16O) ધરાવતું ભારે પાણીનું ચોક્કસ દળ 2.0141 + 2.0141 + 15.9949 = 20.0229 Da છે. જ્યારે આઇસોટોપિક પ્રજાતિને સ્પષ્ટ કર્યા વિના ચોક્કસ દળ મૂલ્ય આપવામાં આવે છે, ત્યારે તે સામાન્ય રીતે સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં આઇસોટોપિક પ્રજાતિઓનો ઉલ્લેખ કરે છે. મોનોઆઇસોટોપિક દ્રવ્યમાન મોનોઆઇસોટોપિક દ્રવ્યમાન એ દરેક તત્વ માટે મુખ્ય (સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં) આઇસોટોપનો અનબાઉન્ડ, ગ્રાઉન્ડ-સ્ટેટ, રેસ્ટ માસનો ઉપયોગ કરીને અણુમાં અણુઓના દ્રવ્યમાનનો સરવાળો છે. અણુ અથવા આયનનું મોનોઆઇસોટોપિક દળ એ મુખ્ય આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલ ચોક્કસ દળ છે. મોનોઆઇસોટોપિક દળ સામાન્ય રીતે ડેલ્ટોનમાં વ્યક્ત થાય છે. લાક્ષણિક કાર્બનિક સંયોજનો માટે, જ્યાં મોનોઆઇસોટોપિક સમૂહનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે, તેના પરિણામે સૌથી હળવા આઇસોટોપની પસંદગી પણ થાય છે. આયર્ન અને આર્ગોન જેવા કેટલાક ભારે અણુઓ માટે મુખ્ય આઇસોટોપ સૌથી હળવું આઇસોટોપ નથી. મોનોઆઇસોટોપિક દળને અનુરૂપ દળ વર્ણપટ શિખર ઘણીવાર મોટા અણુઓ માટે જોવા મળતું નથી, પરંતુ સમસ્થાનિક વિતરણ પરથી નક્કી કરી શકાય છે. સૌથી વધુ વિપુલ દ્રવ્યમાન આ આઇસોટોપ્સની કુદરતી વિપુલતાના આધારે સૌથી વધુ રજૂ થયેલ આઇસોટોપ વિતરણ સાથેના પરમાણુના જથ્થાને દર્શાવે છે. આઇસોટોપોમર અને આઇસોટોપોલોગ આઇસોટોપોમર (આઇસોટોપિક આઇસોમર્સ) એ આઇસોમર્સ છે જે દરેક આઇસોટોપિક અણુની સમાન સંખ્યા ધરાવે છે, પરંતુ આઇસોટોપિક અણુઓની સ્થિતિમાં અલગ પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, CH3CHDCH3 અને CH3CH2CH2D એ માળખાકીય આઇસોટોપોમર્સની જોડી છે. આઇસોટોપૉમરને આઇસોટોપોલોઝ સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ, જે રાસાયણિક પ્રજાતિઓ છે જે તેમના અણુઓ અથવા આયનોની આઇસોટોપિક રચનામાં અલગ પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજનની વિવિધ સમસ્થાનિક રચના ધરાવતા પાણીના પરમાણુના ત્રણ સમસ્થાનિકો છેઃ HOH, HOD અને DOD, જ્યાં D એટલે ડ્યુટેરિયમ (2H). કેન્ડ્રિક દ્રવ્યમાન કેન્ડ્રિક દ્રવ્યમાન એ માપેલા દ્રવ્યમાનને આંકડાકીય પરિબળ દ્વારા ગુણાકાર કરીને મેળવેલ દ્રવ્યમાન છે. કેન્ડ્રિક સમૂહનો ઉપયોગ સમૂહ વર્ણપટમાં શિખરો પરથી સમાન રાસાયણિક માળખાના અણુઓની ઓળખ કરવામાં મદદ કરવા માટે થાય છે. દ્રવ્યમાન દર્શાવવાની પદ્ધતિ 1963માં રસાયણશાસ્ત્રી એડવર્ડ કેન્ડ્રિક દ્વારા સૂચવવામાં આવી હતી. કેન્ડ્રિક દ્વારા દર્શાવેલ પ્રક્રિયા અનુસાર, CH2 ના દળને 14.01565 Da ને બદલે 14.000 Da તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સંયોજનોના પરિવાર માટે કેન્ડ્રિક દળ હાઇડ્રોકાર્બન વિશ્લેષણ માટે, = CH2 દ્વારા આપવામાં આવે છે. માસ ડિફેક્ટ (માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી) પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઉપયોગમાં લેવાતી માસ ડિફેક્ટ માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીમાં તેના ઉપયોગથી અલગ છે. પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, દળ ખામી એ સંયુક્ત કણોના દળમાં તફાવત અને તેના ઘટક ભાગોના દળોનો સરવાળો છે. માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીમાં માસ ડિફેક્ટને ચોક્કસ માસ અને નજીકના પૂર્ણાંક માસ વચ્ચેના તફાવત તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. કેન્ડ્રિક દળ ખામી એ નજીકના પૂર્ણાંક કેન્ડ્રિક દળમાંથી બાદ કરાયેલ ચોક્કસ કેન્ડ્રિક દળ છે. માસ ડિફેક્ટ ફિલ્ટરિંગનો ઉપયોગ માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર સાથેના સંયોજનોને તેમની રાસાયણિક રચનાના આધારે પસંદગીયુક્ત રીતે શોધવા માટે થઈ શકે છે. પેકિંગ અપૂર્ણાંક (માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી) એસ્ટન દ્વારા શબ્દ પેકિંગ અપૂર્ણાંકની વ્યાખ્યા માપેલા દળ M અને નજીકના પૂર્ણાંક દળ I (ઓક્સિજન-16 સમૂહ સ્કેલ પર આધારિત) ના તફાવત તરીકે કરવામાં આવી હતી, જે દળની સંખ્યાને દસ હજાર વડે ગુણાકાર કરીને વિભાજિત કરવામાં આવે છેઃ એસ્ટોનના પરમાણુ માળખાના પ્રારંભિક નમૂના (ન્યુટ્રોનની શોધ પહેલાં) એ ધારણા વ્યક્ત કરી હતી કે ન્યુક્લિયસમાં નજીકથી ભરેલા પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોનના વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રો દખલ કરશે અને દળનો એક અપૂર્ણાંક નાશ પામશે. નીચા પેકિંગ અપૂર્ણાંક સ્થિર કેન્દ્રકનું સૂચક છે. નાઇટ્રોજન નિયમ નાઇટ્રોજન નિયમ જણાવે છે કે સંપૂર્ણપણે હાઇડ્રોજન, કાર્બન, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર અને હેલોજન ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનોમાં કાં તો વિષમ નજીવો જથ્થો હોય છે જે સૂચવે છે કે નાઇટ્રોજન પરમાણુઓની વિષમ સંખ્યા હાજર છે અથવા સમ નજીવો જથ્થો જે સૂચવે છે કે પરમાણુ આયનમાં નાઇટ્રોજન પરમાણુઓની સમ સંખ્યા હાજર છે. પ્રાઉટની પૂર્વધારણા અને સંપૂર્ણ સંખ્યાનો નિયમ સંપૂર્ણ સંખ્યાનો નિયમ જણાવે છે કે આઇસોટોપના દળો હાઇડ્રોજન પરમાણુના દળના પૂર્ણાંક ગુણાંક છે. આ નિયમ એ 1815 માં પ્રસ્તાવિત પ્રાઉટની પૂર્વધારણાનું સુધારેલું સંસ્કરણ છે, જેની અસર એ છે કે અણુ વજન હાઇડ્રોજન પરમાણુના વજનના ગુણાંક છે. અણુ સમૂહ ડાલ્ટન (એકમ) સંદર્ભો દ્વારા તત્વોની સૂચિ પણ જુઓ અણુ સમૂહ અને સમસ્થાનિક વિતરણ માસ માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રીની ગણતરી કરવા માટે બાહ્ય લિંક્સ વેબ ટૂલ્સ