文档介绍：第三章核磁共振
(NMR spectroscopy)
核磁共振谱学是20世纪中叶起步并发展起来的。现在,核磁共振已成为化学、医药、生物、物理等领域必不可少的研究手段。同时,核磁共振成像学及其相关技术设备亦已成为医学领域无损伤检测疾病的重要工具。
基本要求
第一节核磁共振基础知识
核磁共振的基本原理原子核的自旋与自旋角动量(P)、核磁矩(μ)及磁旋比(γ)
产生磁共振现象是因为这些原子核显示磁性,而产生磁性的内在原因在于这些原子核本身固有的“自旋”运动。
自旋角动量P 的数值大小可用核的自旋量子数I或自旋I来表述。
h为普朗克常数;
I为量子化的参数,不同的核具有0,1/2,1,3/2等不同的固定值。
I = 0, P=0, 无自旋,不能产生自旋角动量,不会
产生共振信号。
∴只有当I > O时,才能发生共振吸收,产生共振
信号。
质量数(A)
原子序数(Z)
自旋量子数(I)
例
奇数
奇数或偶数
半整数
(1/2, 3/2, 5/2,…)
13C,1H,19F,31P,15N
17O,35Cl,79Br,125I
偶数
偶数
零
12C,16O,32S
偶数
奇数
整数(1, 2, 3,…)
2H,14N
原子核的自旋量子数(I)与质量数(A)及原子序数(Z)的关系
只有自旋量子数I>0的原子核才具有自旋运动特性,具有角动量P和核磁矩,从而显示磁性,成为核磁共振的对象。
原子核在无外磁场中的运动情况
自旋核在外磁场中的两种取向示意图
磁性原子核在外加磁场中的行为特性
自旋取向数=2I+1
磁性原子核在外加磁场中的行为特性核的自旋取向、自旋取向数与能级状态
△E=E2-E1=2μH0