Pourquoi la probabilité pour le signal à 160 dans le spectre de masse du brome est-elle deux fois plus élevée que pour les signaux à 158 et 162?

Le spectre de masse en brome, avec les molécules $ \ ce {^ {158} Br2 +} $, $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ et $ \ ce {^ {162} Br2 +} $:

Brome Mass Spectrum Comme vous pouvez le voir, le $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ est presque le double en intensité par rapport au $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ et au $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ de pointe.

Le livre que je lis indique simplement que cest parce que

La probabilité que deux isotopes différents se produisent dans un $ \ ce { Br2} $ molécule est deux fois celle du même isotope apparaissant dans une molécule $ \ ce {Br2} $.

Ceci est pris en charge par $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ pic, formé à partir des isotopes $ \ ce {^ {79} Br} $ et $ \ ce {^ {81} Br} $. De même, $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ peak est formé de deux $ \ ce {^ {79} Br} $ isotopes et $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ est formé de deux $ \ ce { ^ {81} Br} $ isotopes.

Cependant, je suis confus par lexplication donnée par le livre ci-dessus. Pourquoi la probabilité que deux isotopes différents apparaissent dans une molécule $ \ ce {Br2} $ deux fois celle du même isotope apparaissant dans une molécule $ \ ce {Br2} $?

Réponse

Tous les arrangements possibles de $ \ ce {Br2} $ molécule:

  • $ \ displaystyle 79 + 79 = 158 $
  • $ \ displaystyle \ color {red} { 79 + 81} = 160 $
  • $ \ displaystyle \ color {red} {81 + 79} = 160 $
  • $ \ displaystyle 81 + 81 = 162 $

Le montant de $ \ ce {^ {79} Br} $ et $ \ ce {^ {81} Br} $ sont à peu près les mêmes, ainsi chaque permutation est également probable. Il y a deux arrangements qui mènent à 160 $ . Alors que 158 $ $ et 162 $ $ nont chacun quun seul arrangement. Par conséquent, 160 $ a deux fois plus de chances dêtre trouvé que dautres masses.

Commentaires

  • Parce quil ny a que deux isotopes du brome, le résultat de 160 amu est actuellement illustré comme plus probable que 162 ou 158.

Réponse

Une façon de comprendre cela qui peut être familière est celle du carré de Punnett à partir de la biologie, puisque les deux isotopes sont divisés à presque 50/50 dans la nature.

\ begin { array} {c | cc} & \ ce {^ {79} Br} & \ ce {^ {81} Br} \ \\ hline \ ce {^ {79} Br} & \ ce {^ {158} Br} & \ ce {^ { 160} Br} \\ \ ce {^ {81} Br} & \ ce {^ {160} Br} & \ ce {^ {162} Br} \\ \ end {array}

Lors de la reproduction de deux hybrides (Aa x Aa), il est deux fois plus susceptible dobtenir un hybride (Aa) que dobtenir lun ou lautre homozygote. De même, ici, vous avez deux fois la chance dobtenir un « hybri d « $ \ ce {^ {160} Br} $ quun » homozygote « particulier $ \ ce {^ {158} Br} $ ou $ \ ce {^ {162} Br} $.

Cependant, je ne suis pas daccord avec le libellé de lénoncé:

La probabilité que deux isotopes différents se produisent dans une molécule $ \ ce {Br2} $ est deux fois celle du même isotope apparaissant dans une molécule $ \ ce {Br2} $.

La probabilité est en fait identique que deux isotopes différents se produisent et toute paire disotopes identiques se produisant. Cela pourrait être mieux formulé:

La probabilité que deux isotopes différents se produisent dans une molécule $ \ ce {Br2} $ est deux fois celle dun même isotope particulier apparaissant dans une molécule $ \ ce {Br2} $.

Commentaires

  • @Mithoron Jai juste pensé que cela pourrait être une bonne (différente) façon de visualisez-le pour quelquun qui pourrait être habitué à voir cela de la biologie du lycée, mais pas habitué à cela dans ce contexte.
  • Je vois ce que vous avez fait, bien OK, je voulais juste dire que cette question ne devrait pas ' Je ne suis pas du tout ici.
  • Votre meilleur libellé utilise un anglais pas très bien: " dun même particulier isotope " ne ' pas bien lu. Mieux vaut peut-être " le double de celui dun isotope particulier apparaissant deux fois dans une $ \ ce {Br2} $ molécule ".

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