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第二章核磁共振法概论 Indroduction of nuclear ic resonance spectroscopy
第二章核磁共振法概论
第二章核磁共振概论
介绍核磁共振谱的相关理论和概念
核磁共振谱
化学位移
自旋耦合与耦合常数
核磁共振仪的结构与原理
第二章核磁共振法概论
第一节:基本原理
原子核的磁矩具有磁矩的原子核条件:自旋量子数I0
I0条件:中子数或质子数其中之一为奇数,I=1/2, 3/2, 5/2,等, 中子数和质子数均为奇数,I等于整数。
I=1/2核:1H, 13C, 15N, 19F, 31P等,不具电四极矩。
I>1/2核:7Li, 9B, 11B, 35Cl, 17O等,具有电四极矩。
核动量矩和磁矩的量子化:磁矩仅有2I+1个取向,
当I=1/2时,在外加磁场中磁矩有平行和反平行两个取向其中反平行能量较高。
第二章核磁共振法概论
若原子核存在自旋,产生核磁矩:
自旋角动量:
I:自旋量子数;
h:普朗克常数;
核磁子=eh/2M c;
自旋量子数(I)不为零的核都具有磁矩,原子的自旋情况可以用(I)表征:
质量数原子序数自旋量子数I
偶数偶数 0

偶数奇数 1,2,3….
奇数奇数或偶数 1/2;3/2;5/2….
核磁矩:
第二章核磁共振法概论
核磁共振现象
自旋量子化:核磁矩在磁场中取量子化取向,能量不同,反取向能量略高。
当I=1/2时,有两种取向,能量差为ΔE=2µB0=hν0 (ν0 =进动频率, B0 =磁场强度)
核磁共振:当垂直磁场方向施加电磁辐射(射频范围)时,如果辐射能量与ΔE相同时,吸收能量,产生核磁共振吸收现象
射频吸收:输入连续波射频,在特定频率出现吸收峰。
第二章核磁共振法概论
在外磁场中,原子核能级产生裂分,由低能级向高能级跃迁,需要吸收能量。频振荡线圈产生电磁波,提供跃迁能量。其中满足能量要求部分被吸收,产生吸收光谱。
核磁共振条件
(1) 核有自旋(磁性核)
(2)有外磁场,产生能级裂分;
(3)吸收频率与外磁场的比值关系0 = B0 / (2)
第二章核磁共振法概论
第二节核磁共振谱
定义:在强磁场作用下,磁性原子核对射频电磁波的吸收特征。
特征:吸收频率与磁场强度和原子核的磁旋比γ相关。ν0=γB0/2π(不同原子核区分基础)
吸收频率受相邻磁性原子核和周边磁环境有关(结构分析基础)。
第二章核磁共振法概论
常用于核磁共振分析原子核
原子核
特征吸收频率ν0(MHz)
B0=
B0=
1H
60
100
2H


13C


19F


31P


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第三节化学位移
化学位移现象
化学位移的表示方法
影响化学位移的因素
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