文档介绍：§1 概述
一. 核磁共振
电磁波与处在强磁场中的磁性原子核相互作用(磁性原子核能量裂分为两个或两个以上能级)，
磁性原子核发生磁能级共振跃迁，产生吸收信号。
原子核对电磁波辐射的吸收称为NMR。
氢谱：最成熟、应用最广泛
氢原子位置：烷基氢、烯氢、芳氢、羟基氢、***基氢、醛基氢
化学环境：偶合常数和峰形
各组氢核相对数目：积分高度或峰面积
二. 分类
1. 原子核种类
（1）质子核磁共振谱(PMR)，简称氢谱（1H-NMR)
(2) 碳-13核磁共振谱(13CMR) ，简称碳谱13C
（3）***、磷核磁共振谱
2. 照射频率
ν0 ：90，100，220…500 MHz,
ν0↑, 核间干扰小，谱清晰
三. 发展史
1946年，（水中质子）和（石蜡中质子）分别同时观察到核磁共振现象
两人获得1952年诺贝尔物理学奖；
1953年，第一台核磁共振商品仪器；
1966年，高分辨核磁共振仪；
20世纪70年代，脉冲傅里叶变换核磁共振仪，提高灵敏度；
1991年，. Ernst教授对二维核磁共振理论及傅里叶变换核磁共振的贡献，获诺贝尔化学奖；
近年，新的双共振技术，复杂谱图简单化。
§2 基本原理
一. 原子核的自旋和磁矩
1. 原子核的自旋
自旋角动量P描述，矢量，方向与旋转轴重合，
I—自旋量子数，
与该核质量数和原子序数有关
表1 各种原子核的自旋量子数
质量数
原子序数
自旋量子数I
实例
偶数
偶数
0
12C,16O, 32S
奇数
奇数
（偶数）
1/2, 3/2, 5/2…
1H,13C,15N,19F,31P, 17O,33S,35Cl,79Br
偶数
奇数
1,2,3
2D,14N（研究较少）
质量数、原子序数均为偶数，I=0，非自旋核；
质量数，原子序数之一为奇数，I≠0 ，自旋核
2. 原子核的磁矩
原子核是带电粒子，自旋运动时产生一个磁场，如图
核磁矩μ：两磁极间磁性大小，矢量，方向与自旋角动量 P
方向重合。
μ= γP
γ是磁旋比，rad／(T·s)
自旋角动量P是量子化的，在外
磁场H0方向(沿Z轴)的分量Pz=
核磁矩μ在H0方向的分量μz =γPz
μz =
二. 核的进动和核磁能级
1. 核的进动
自旋核放到外磁场H0中
自旋核自旋；
进动（Larmor进动）：绕磁场方向旋转
核自旋轴和H0轴形成一个θ角，自旋核沿轴进动；
进动频率ν0 － Larmor频率； ν0∝H0
2. 核磁能级
核磁矩μ在外磁场H0中的能量E= -μzH0 (磁学原理)
负号：核磁矩与磁场顺向时能量较低。
E = -
自旋核在外磁场H0中的自旋取向数为（2I+1）个，取值范围为+I～－I
I=1/2的核，在磁场中的自旋取向数为2×1/2+1=2。
一个取向相应E+1/2= －μzH0，能量较低；
一个取向相应E－1/2= +μzH0，能量稍高。
ΔE = E－1/2－E+1/2 = 2μzH0 =
三. 核磁共振条件
1. 共振方程
ν=ν0，核吸收射频波能量，从低能态向高能态跃迁。
共振频率ν0=
例计算I=1/2核在H0 =

ν0= = = 60MHz
H0固定，ν取决于γ。
γ不同的原子核， ν不同，某一射频只能观测一种核