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（优选）第三讲核磁共振氢谱
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§ 核磁共振概论
1945年以F. Bloch和E. M. Purcell为首的两个
小组几乎同时发现了核磁共振(Nuclear Magnetic
Resonance，NMR)现象，他们因此共同获得了
1952年的诺贝尔物理奖。
化学与医学中得到了广泛的应用。
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一、核磁共振基本原理
1、原子核的磁矩
核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。
原子核是带正电荷的粒子，其自旋运动将产生
磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋运
动，只有存在自旋运动的原子核才具有磁矩。
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原子核的自旋运动与自旋量子数I有关。
I = 0的原子核没有自旋运动。I ≠ 0的原子核
才有自旋运动。
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原子核可按I的数值分为三类：
1）中子数、质子数都为偶数，则I = 0，
如12C，16O， 32S等等。
2）中子数与质子数其一为偶数，另一为
奇数，则I为半整数，如：
I = 1/2：1H、13C、15N、19F、31P等等；
I = 3/2：7Li、9Be、11B、23Na、35Cl、37Cl等等。
3）中子数、质子数都为奇数，则I为整数，
如2H、6Li、14N等I = 1；58Co，I = 2。
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二、核磁共振的产生
在静磁场中，具有磁矩的原子核存在着不同
能级。此时，如运用某一特定频率的电磁波来照
射样品，并使电磁波满足下式，原子核即可进行
能级的跃迁，这就是核磁共振。
g：磁旋比，是原子核的重要属性。
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§ 化学位移
1950年W. G. Proctor和当时旅美学者虞福春
研究硝酸铵的14N的核磁共振时，发现硝酸铵的
共振谱线为两条。显然，这两条谱线分别对应硝
酸铵中的铵离子和硝酸根离子，即核磁共振信号
可反映同一种原子核的不同化学环境。
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1、电子屏蔽效应
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感生磁场对外加磁场的屏蔽作用称为电子
屏蔽效应。感生磁场的大小与外磁场的强度有关，
用s .B0表示，s称为屏蔽常数。
s的大小与核外电子云的密度有关。核外电子
云密度越大，s就越大，s .B0也就越大。在B0中产
生的与B0相对抗的感生磁场越强，核实际感受到
的B0(称为有效磁场，用Beff表示)就越弱。
Beff = B0 – = B0.(1-s)
高场、低场
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