文档介绍：核磁共振波谱实验
实验人：王壮同组实验：刘向宇、罗辉、曾知行实验时间：
一、实验目的
掌握核磁共振波谱法测定化合物的结构。
掌握核磁共振波谱仪的使用方法。
掌握核磁共振波谱图的解析方法。
二、实验原理
核磁共振波谱实验
实验人：王壮同组实验：刘向宇、罗辉、曾知行实验时间：
一、实验目的
掌握核磁共振波谱法测定化合物的结构。
掌握核磁共振波谱仪的使用方法。
掌握核磁共振波谱图的解析方法。
二、实验原理
1、核磁共振的原理
核磁共振现象来源于原子核的自旋角动量在外加磁场 B 作用下的进动。根据量子力学原理，原子 0 核与电子一样，也具有自旋角动量，其自旋角动量的具体数值由原子核的自旋量子数决定，实验结果显示，不同类型的原子核自旋量子数也不同：
质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数I = 0，如12C ,160。
质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，如1H , 13C , 170。
质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数，如2H，14N。
原则上，只要自旋量子数I丰0的原子核都可以得到NMR信号。但目前有实用价值的仅限于1H、13C、 19F、31P及15N等核磁共振信号，其中氢谱和碳谱应用最广。
1丰0的原子核作自旋运动时产生磁矩，在外磁场B中有有21 +1个不同的空间取向，分别对应 0
于21 +1个能级，也就是说核磁矩在外磁场当中的能量也是量子化的，这些能级的能量为
h
E =―卩-B = —y - - m - B
z 0 2 兀 0
根据选择定则，能级之间的跃迁只能发生在Am = ±1的能级之间，此时跃迁的能量变化
h
为 AE = y- - B
2兀 o
当射频辐射的能量h =AE，就发生共振跃迁，这就是裸核在磁场中的行为。
0
实际上，核外有电子绕核运动，电子的屏蔽作用抵消一部分外加磁场。原子核实际感受到的磁场强度为（1-b ）B，核磁共振的条件为
0
h
AE = y - - （1—c） B
2兀 o
式中，b为屏蔽常数。
由于屏蔽作用，原子的共振频率与裸核的共振频率不同，即发生了位移，称为化学位移。化学位移用5表示。若选择某一标准物质，将它的化学位移定为零，则其它化合物的化学位移都可以与这一标准物质相比较，表示为
V —V
5 = 标准 x106 ppm
V
标准
式中，V 为试样中被测定磁核的共振频率；V 为标准物中磁核的共振频率。
试样标准
5为无量纲常数，是一个与磁场强度无关的数值。常选用的标准物质是四甲基硅烷（TMS）, 在氢谱和碳谱中，把它的化学位移定为零，在图谱的右端。大多数有机化合物核磁吸收信号在谱图上都位于它的左边。
磁性核之间的相互作用使共振峰分裂成多重线，这一现象称为自旋自旋偶合。偶和强度
J用多重谱线的间隔（以Hz为单位）表示。多重谱线的数目为2nI +1，式中，n为被讨论的核相邻的磁性核的数目；I为相邻磁性核的核自旋量子数。对于质子来说，因为I = 1/2，所以谱线数目等于n +1，多重线内各峰的强度可根据简单的统计方法求出，与二项展开式的系数成比例。也就是说，一个邻近质子使被讨论核的共振峰分裂成双线（1：1），两个邻近质子产生