U1.2 · 质谱与同位素练习题 · Mass Spectroscopy of Elements

用质量数和丰度估算平均原子质量：63 × 0.6915 + 65 × 0.3085 ≈ 63.62。各元素的原子量：Cu 63.55，Zn 65.38，Ga 69.72，Ge 72.63。最接近的是 Cu。只看最高的峰（63）也能排除 Zn、Ga、Ge。

平均原子质量是各同位素按丰度的加权平均：28 × 0.9222 + 29 × 0.0469 + 30 × 0.0309 = 28.11。用精确的同位素质量算得 28.085，几乎一样。28 号峰占绝大多数，平均值只比 28 略大。

同一种元素的原子质子数相同，Ga 都是 31 个质子。质量数 = 质子数 + 中子数，中子数 = 71 − 31 = 40。两个峰的区别只在中子数（69 号峰是 38 个）。

质谱上只有 79 和 81 两个峰，丰度为 50.7% 和 49.3%，几乎各占一半，平均值才落在 80 附近。80 处没有峰，说明没有质量为 80 的溴原子：平均原子质量不是任何一个原子的质量。同位素的质子数相同，只是中子数不同；79 号峰略高。

10.5 是两个质量数的简单平均，相当于认为两种同位素一样多。实际上 ¹¹B 占 80.1%，¹⁰B 只占 19.9%：10 × 0.199 + 11 × 0.801 = 10.80，更靠近 11（用精确的同位素质量算，正好是 10.81）。

氯有两种稳定同位素：³⁵Cl（75.76%）和 ³⁷Cl（24.24%）。两个原子组成分子，质量只能是 35 + 35 = 70、35 + 37 = 72、37 + 37 = 74。峰高之比约为 a² : 2ab : b² = 100 : 64 : 10，70 最高，因为 ³⁵Cl 最多。两个 ³⁷Cl 组成的是最小的 74 峰；自然界没有稳定的 ³⁶Cl。