4-2核磁共振(NMR) PPT课件.ppt

文档介绍：4-(NMR)
对于核磁共振我们从两大块来进行讨论:理论部分和实验部分
(一)理论部分
(1) 概述:核磁共振是1946年由美国哈佛大学普舍尔()小组和斯坦大学的布洛赫()小组同时独立发现的,-自旋分裂可以测定分子的静态结构、研究化学交换等.
(2)核磁共振的基本原理
、中子与电子一样具有自旋运动,因而核也产生磁矩.
并非所有原子核自旋都具有磁矩,:1H,13C,15N,17O等. 其大小µ为:
核自旋量子数
核的磁旋比
把核放在外磁场B0中,基于核自旋角动量在外磁场中产生空间量子化,对应于自旋量子数的核磁矩在外磁场中有2I+1个取向,它们在磁场方向的分量为:
µZ =γN mI ħ
式中mI为核的自旋磁量子数,取值从-I, -I+1,…
…,I-1, +1个
核磁矩与外磁场的相互作用能为:
如 I=1/2,则mI=±1/2.
相应的核磁能级E0=+1/2γN ħ B0,
其能级差: ⊿E0=γN ħ B0如果外磁场强度为B1,则能级差为:
⊿E1=γN ħ B1
E0=-µN •B0=-µZB0=-γNm I ħ B0
E
B0
B1
B
⊿E0
⊿E1
若B1>B0,则有⊿E1>⊿E0,如图A
自旋磁旋与外磁场方向相同的核吸收能量后可以跃迁到较高能级,,即E辐=hv=⊿E,就会发生这种自旋取向的变化,即核磁共振.
因两种自旋状态的能差(⊿E)与外磁场强度有关,所以发生共振的辐射频率也随外加磁场强度变化,核磁共振的条件为:
h v=γN ħ BO
由上式可求得不同磁场强度时发生共振所需的频率.
目前核磁共振有两种操作方式:①固定磁场扫频, ②固定辐射频率扫场.
(3) 核磁共振谱图的一些重要参数:
等性氢原子
,在谱上就有几组共振峰.
峰面积积分
核磁共振谱上各组峰面积积分比,表示各类氢数目的最简比,比例再结合化合物的相对分子质量即可算出各类氢的数目
3)化学位移δ
,.从而产生一个诱导磁场,该磁场方向与外加磁场方向相反(如图B所示).这样使核受到外加磁场的影响(B)要比实际外加磁场强度(B0)小这种效应叫屏蔽效应.
因此,核实际感受到的磁场为
B=B0-σB0=(1-σ)B0
σ为屏蔽常数
H0
诱导电子流
核
图B