La regla del nitrógeno establece que los compuestos orgánicos que contienen exclusivamente hidrógeno , carbono , nitrógeno , oxígeno , silicio , fósforo , azufre y los halógenos tienen (1) una masa nominal impar que indica que hay un número impar de átomos de nitrógeno o (2) un incluso masa nominal que indica un número par de átomos de nitrógeno en la fórmula molecular del ion molecular . [1] [2]La regla del nitrógeno no es tanto una regla como un principio general que puede resultar útil cuando se intenta resolver estructuras de espectrometría de masas orgánicas .
Esta regla se deriva del hecho de que, quizás por coincidencia, para los elementos químicos más comunes en compuestos orgánicos neutros (hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, silicio, fósforo, azufre y los halógenos), los elementos con masas nominales numeradas pares forman pares número de enlaces covalentes , mientras que los elementos con números impares masas nominales forman números impares de enlaces covalentes, con la excepción de nitrógeno, que tiene un nominal (o número entero ) de masa de 14, pero tiene una valencia de 3.
La regla del nitrógeno solo es cierta para estructuras neutrales en las que todos los átomos de la molécula tienen un número de enlaces covalentes igual a su valencia estándar (contando cada enlace sigma y enlace pi como un enlace covalente separado para los fines del cálculo). Por lo tanto, la regla generalmente solo se aplica a la señal de iones moleculares en el espectro de masas .
La espectrometría de masas generalmente opera midiendo la masa de iones . Si el ion medido se genera creando o rompiendo un enlace covalente simple (como protonando una amina para formar un centro de amonio o eliminando un hidruro de una molécula para dejar un ion cargado positivamente), entonces la regla del nitrógeno se invierte (las masas impares indican números pares de nitrógenos y viceversa). Sin embargo, por cada enlace covalente consecutivo que se rompe o se forma, la regla del nitrógeno se invierte nuevamente.
Por lo tanto, una definición más rigurosa de la regla del nitrógeno para compuestos orgánicos que contienen exclusivamente hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, silicio, fósforo, azufre y los halógenos sería la siguiente:
Una masa nominal par indica que se ha roto o formado un número par neto de enlaces covalentes y hay un número par de átomos de nitrógeno presente, o que se ha roto o formado un número neto impar de enlaces covalentes y se ha formado un número impar de átomos de nitrógeno. regalo. Una masa nominal impar indica que se ha roto o formado un número par neto de enlaces covalentes y hay un número impar de átomos de nitrógeno, o que se ha roto o formado un número impar neto de enlaces covalentes y hay un número par de átomos de nitrógeno. regalo.