--- title: "Изотопное распределение в масс-спектрометрии: M+1, M+2, Cl и Br | Блог MolDraw" url: https://www.moldraw.com/ru/blog/isotope-pattern-mass-spec-guide.html description: "Как читать изотопное распределение в масс-спектрах: эмпирические правила для M+1 и M+2, кластеры хлора и брома, моноизотопная и средняя масса, аддукты и разрешение — с разобранными примерами и бесплатным калькулятором." lang: ru publisher: Scidart Academy generated: 2026-10-26 --- # Изотопное распределение в масс-спектрометрии: как читать M+1, M+2 и кластеры галогенов Опубликовано: 19 октября 2026 г. · Автор: Scidart Academy · Время чтения: ~7 мин ![Столбчатая диаграмма изотопного распределения дихлорметана с пиками при m/z 84, 86 и 88 в соотношении 100 к 64 к 10](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/isotope-pattern-mass-spec-guide.webp) Два атома хлора дают CH₂Cl₂ изотопное распределение 100 : 64 : 10 при m/z 84, 86 и 88. **Коротко:** изотопное распределение — кластер пиков, который даёт молекула, потому что у её атомов несколько изотопов. Углерод добавляет около **1,1 % от M на каждый атом углерода** в M+1. Один хлор даёт M : M+2 ≈ **3 : 1**, один бром ≈ **1 : 1**, а сера добавляет 4,4 % в M+2. CH₂Cl₂ показывает 100 : 64 : 10 при m/z 84, 86 и 88. Бесплатный [калькулятор изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html) рассчитывает точное распределение для любой формулы или SMILES с аддуктами, разрешением и сравнением с вашим спектром. ## Основные термины в одном месте | Изотопное распределение | Кластер пиков, который молекула даёт в масс-спектре, потому что её атомы существуют в виде разных изотопов. | | --- | --- | | M, M+1, M+2 | M — моноизотопный ион. M+1 и M+2 тяжелее на 1 и 2 единицы массы. | | Моноизотопная масса | Масса по наиболее распространённому изотопу каждого элемента. Кофеин C₈H₁₀N₄O₂: 194,0804. | | Средняя масса | Масса по стандартным атомным массам. Кофеин: 194,19 g/mol. | | Номинальная масса | Целочисленная масса по наиболее распространённым изотопам. Кофеин: 194. | | Разрешающая способность | R = m/Δm, где Δm — ширина пика на половине высоты (FWHM). | ## Эмпирические правила для изотопов | Элемент | Тяжёлый изотоп | Природная распространённость | Влияние на распределение | | --- | --- | --- | --- | | C | ¹³C | 1.07% | M+1 ≈ 1,1 % от M на атом углерода | | N | ¹⁵N | 0.36% | M+1 ≈ 0,37 % на атом азота | | O | ¹⁸O | 0.20% | M+2 ≈ 0,2 % на атом кислорода | | S | ³⁴S | 4.25% | M+2 ≈ 4,4 % на атом серы | | Cl | ³⁷Cl | 24.24% | M : M+2 ≈ 3 : 1 на атом хлора | | Br | ⁸¹Br | 49.31% | M : M+2 ≈ 1 : 1 на атом брома | | F, P, I, Na | нет | 100 % один изотоп | дополнительных пиков нет | При нескольких галогенах раскройте бином. Для n атомов хлора распределение примерно равно (3 + 1)ⁿ. Два Cl дают 100 : 64 : 10, три Cl — 100 : 96 : 31 : 3, два Br — 51 : 100 : 49, три Br — 34 : 100 : 97 : 32. CH₂Cl₂ в виде M+•: пики при m/z 84, 86 и 88 в соотношении 100 : 64 : 10 от двух атомов хлора. ## Как рассчитывается точное изотопное распределение Каждый элемент даёт небольшой многочлен: массы его изотопов с их распространённостью. Для хлора это 0,7576 (масса 35) + 0,2424 (масса 37). Для молекулы с n атомами хлора его возводят в степень n. Затем многочлены всех элементов перемножают. Это называется **полиномиальной свёрткой**. [Калькулятор изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html) делает это точно для каждого стабильного изотопа каждого элемента и сохраняет среднюю массу каждого пика. Он отбрасывает только слагаемые меньше 10⁻¹² от наибольшего. Для профильного спектра сохраняется и тонкая структура, поэтому пики, различающиеся на несколько mDa, могут разделяться при высокой разрешающей способности. ## Как пользоваться калькулятором изотопного распределения 1. Откройте [калькулятор изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html). 2. Выберите **Тип ввода**: **Молекулярная формула** или **SMILES**. Введите её в поле **Формула или SMILES**, например `C6H5Br` или `Pt(NH3)2Cl2`. 3. Выберите **Тип иона**: M+• для ЭИ, [M+H]⁺, [M+Na]⁺ или [M+K]⁺ для положительного ИЭР, [M−H]⁻ или [M+Cl]⁻ для отрицательного режима или **Ion as written** для заряженной формулы, например `[Pt(NH3)4]2+`. 4. Прочитайте моноизотопную, среднюю и номинальную массу, самый интенсивный пик и значения M+1 и M+2 с их оценками по эмпирическим правилам. 5. Установите **Отображение** в режим **Профиль (выберите разрешение)** и введите **Разрешающая способность (m/Δm)**, чтобы увидеть форму пиков на вашем приборе. 6. Откройте **Сравнить с наблюдаемым спектром**, вставьте пары m/z и интенсивности и прочитайте вывод о совпадении. Нажмите **Загрузить пример**, чтобы попробовать. 7. Сохраните результат кнопкой **Скачать SVG**, **Скачать PNG** или **Скачать CSV**. ## Разобранные примеры ### 1. Дихлорметан, CH₂Cl₂ Ионы ³⁵Cl₂, ³⁵Cl³⁷Cl и ³⁷Cl₂ появляются при m/z 84, 86 и 88. Соотношение = 0.7576² : 2 × 0.7576 × 0.2424 : 0.2424² = **100 : 64 : 10**. Небольшой M+1 (1,1 %) даёт единственный атом углерода. ### 2. Бромбензол, C₆H₅Br M при m/z 156 и M+2 при m/z 158 в соотношении **100 : 97,5**, потому что ⁷⁹Br и ⁸¹Br составляют 50,69 % и 49,31 %. M+1 равен 6,5 % от шести атомов углерода. ### 3. Кофеин при электрораспылении в положительном режиме Моноизотопная масса C₈H₁₀N₄O₂ — 194,0804. Добавление протона (1,00728) даёт [M+H]⁺ при **m/z 195,0877**. M+1 составляет 10,3 % от M: 8 × 1,08 % от углерода плюс 4 × 0,37 % от азота. ### 4. Фуллерен C₆₀ Моноизотопная масса 720,0000. При 60 атомах углерода M+1 составляет 65 %, а M+2 — 21 % от M. Примерно выше 90 атомов углерода M+1 был бы выше M. ### 5. Ванкомицин, C₆₆H₇₅Cl₂N₉O₂₄ [M+H]⁺ при m/z 1448,4375. 66 атомов углерода дают M+1 около 77 %, а два атома хлора поднимают M+2 примерно до 98 %, поэтому M, M+1 и M+2 почти одинаковой высоты. ### 6. Цисплатин, Pt(NH₃)₂Cl₂ У платины четыре основных изотопа (¹⁹⁴Pt 32,9 %, ¹⁹⁵Pt 33,8 %, ¹⁹⁶Pt 25,2 %, ¹⁹⁸Pt 7,4 %). Вместе с Cl₂ кластер растягивается от m/z 296 до 306, а самый высокий пик находится при m/z 300, а не при моноизотопном 299. ## Сводная таблица: что говорит распределение | Что вы видите | Вероятная причина | | --- | --- | | M+1 ≈ 1,1 % × n от M | n атомов углерода | | M+2 ≈ 33 % от M | один атом хлора | | M+2 ≈ M | один атом брома | | M : M+2 : M+4 ≈ 100 : 64 : 10 | два атома хлора | | M : M+2 : M+4 ≈ 1 : 2 : 1 | два атома брома | | M+2 ≈ 4–5 % от M | один атом серы | | Изотопные пики через 0,5 | ион с зарядом 2+ | | Широкий кластер из многих пиков | металл с несколькими изотопами (Sn, Pt, Hg, Ru, Pd) | ## Частые ошибки - Сравнение пика ИЭР с массой нейтральной молекулы. Сначала прибавьте или вычтите аддукт. - Использование средней массы в работе с высоким разрешением. HRMS измеряет моноизотопное m/z. - Мнение, что M всегда самый высокий пик. У больших молекул и многих металлов самый высокий пик лежит выше M. - Забытая масса электрона при точном m/z. Это 0,000549 Da на заряд, что важно на уровне ppm. - Запись CO вместо кобальта или CL вместо хлора. Пишите Co и Cl. ## Советы к экзамену - **A-level и IB:** пара пиков 3 : 1 через две единицы означает один Cl; пара 1 : 1 — один Br. Три пика 1 : 2 : 1 — два Br; 9 : 6 : 1 — два Cl. - **A-level:** число атомов углерода ≈ (высота M+1 / высота M) × 100 / 1,1. - **AP Chemistry:** масс-спектры элементов прямо дают распространённость изотопов. Средняя атомная масса = Σ (масса изотопа × доля). - **JEE и NEET:** тренируйтесь находить среднюю атомную массу по данным об изотопах, например для Cl: 0.7576 × 34.969 + 0.2424 × 36.966 = 35,45. - **Вуз:** используйте точную массу (в пределах 5 ppm) вместе с изотопным распределением, чтобы выбрать между формулами-кандидатами, и пики A+2 — чтобы посчитать S, Cl и Br. Проверьте любую формулу в [калькуляторе изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html), а затем сравните её со своим спектром в инструменте [просмотра масс-спектров](https://www.moldraw.com/ru/tools/mass-spec-viewer/). ## Вопросы и ответы ### Что такое изотопное распределение в масс-спектрометрии? Это группа пиков, которую даёт молекула, потому что её атомы существуют в виде разных изотопов. Относительные высоты M, M+1, M+2 и т. д. зависят от элементов и их числа. ### Как распознать хлор и бром в масс-спектре? Один хлор даёт M и M+2 в соотношении 3 : 1. Один бром даёт M и M+2 в соотношении 1 : 1. Два хлора дают 100 : 64 : 10, а два брома — около 1 : 2 : 1. ### Как найти число атомов углерода по пику M+1? Разделите высоту M+1 (в процентах от M) на 1,1. M+1 в 11 % означает около 10 атомов углерода. Азот добавляет около 0,37 % на атом, поэтому при наличии N сначала вычтите его вклад. ### Какова моноизотопная масса кофеина? У кофеина C₈H₁₀N₄O₂ моноизотопная масса 194,0804, а средняя — 194,19. Его ион [M+H]⁺ появляется при m/z 195,0877. ### Почему у больших молекул самый высокий пик — не моноизотопный? Каждый атом углерода с вероятностью 1,07 % оказывается ¹³C. Примерно при 90 и более атомах углерода большинство молекул содержит хотя бы один ¹³C, поэтому пик M+1 становится выше M. ### Чем режим центроидов отличается от профильного? В режиме центроидов на каждый изотопный пик приходится одна линия. Профильный режим показывает реальную форму пика с шириной, заданной разрешающей способностью, FWHM = m/R, поэтому близкие пики при низком разрешении сливаются, а при высоком — разделяются. ### Почему у некоторых ионов изотопные пики отстоят на 0,5? Расстояние равно 1/z. У двухзарядного иона, например [M+2H]²⁺, изотопные пики отстоят на 0,5 m/z, а у трёхзарядного — на 0,33. ## Связанные инструменты [Калькулятор изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html) [Генератор диаграмм молекулярных орбиталей](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-orbital-diagram-generator.html) [Диаграмма расщепления в кристаллическом поле](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/crystal-field-splitting-diagram.html) [Калькулятор точной массы](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/exact-mass-calculator.html) [Предсказание масс-спектра](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/mass-spectrum-predictor.html) [Просмотр масс-спектров](https://www.moldraw.com/ru/tools/mass-spec-viewer/) [Калькулятор молекулярной массы](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-weight-calculator.html) [Поиск молекулярной формулы](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-formula-finder.html) ## Полезные руководства [Руководство по просмотру масс-спектров](https://www.moldraw.com/ru/blog/mass-spectrum-viewer-guide.html) [ИИ-плагин для спектроскопии](https://www.moldraw.com/ru/blog/ai-spectroscopy-plugin-nmr-ms-uv-prediction.html) [Руководство по диаграммам МО](https://www.moldraw.com/ru/blog/molecular-orbital-diagram-guide.html) [Руководство по теории кристаллического поля](https://www.moldraw.com/ru/blog/crystal-field-theory-splitting-guide.html) [Руководство по просмотру спектров ЯМР](https://www.moldraw.com/ru/blog/nmr-spectrum-viewer-guide.html) [Бесплатные химические инструменты и калькуляторы](https://www.moldraw.com/ru/blog/free-chemistry-tools-and-calculators.html) Последнее обновление: 19 октября 2026 г.