文档介绍：第一章 核磁共振波谱分析法
nuclear ic resonance
spectroscopy, NMR
核磁共振基本原理
核磁共振与化学位移
自旋耦合与自旋裂分
图谱解析与结构鉴定
核磁共振波谱仪
第一节 核磁共振基本原理 principle of NMR
概述
原子核的自旋
核磁共振现象
核磁共振条件
一、概述 introduction
核磁共振波谱是以兆(10-1~102MHz)数量级
的电磁波作用于原子核,原子核产生自旋跃迁所
得的吸收谱。
由于各原子所处化学环境不同,使各种有机
物的核磁共振谱不同,用以测定纯化合物结构、
混合物成分及定量分析等。
特点:
与通常的吸收光谱相比,其来源不同,来源于
原子核自旋跃迁所得吸收谱;
应用范围广,有机、无机、定性、结构分析、
定量等;
不需要标准样品,可直接进行定量;
不破坏样品;
只能研究磁性核。
二、原子核的自旋 atomic nuclear spin
=>
若原子核存在自旋,产生自旋角动量:
自旋量子数(I)不为零的核都具有磁矩。
核磁矩: (:磁旋比)
质量数
原子序数
I
NMR信号
原子核
偶数
偶数
0
无
12C6 16O8 32S16
奇数
奇或偶数
1/2
有
1H1 13C6 19F9 15N7 31P15
奇数
奇或偶数
3/2 5/2…
有
11B5 35Cl17 79Br35 81Br35 17O8 33S16
偶数
奇数
1,2,3
有
2H1 14N7
讨论:
(1) I=0 的原子核 16 O; 12 C; 22 S等,无自旋,没有磁矩,
不产生共振吸收
(2) I=1 或 I >1的原子核
I=1 :2H,14N
I=3/2: 11B,35Cl,79Br,81Br
I=5/2:17O,127I
这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少;
(3)I=1/2的原子核
1H,13C,19F,31P
原子核可看作核电荷均
匀分布的球体,并象陀螺一
样自旋,有磁矩产生,是核
磁共振研究的主要对象,
C,H也是有机化合物的主要
组成元素。
H
0
m
=
1
/
2
m
=
-
1
/
2
m
=
1
m
=
-
1
m
=
0
m
=
2
m
=
1
m
=
0
m
=
-
1
m
=
-
2
I
=
1
/
2
I
=
1
I
=
2
z
z
z
1
P
r
m=1/2
m= -1/2
H
0
H
E2=+ m H0
E= E2 - E1 = 2m H0
E1=- m H0