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第一章核磁共振概论
核磁共振基本原理
原子核的磁矩
自旋量子数 I >1/2,具有电核四极矩(quadrupole)
1)质量数和原子序数均为偶数(质子数、中子数均为偶数),则 I = 0 (如12C、16O、32S)
2)质量数为奇数(质子数与中子数其一为偶数,另一为奇数),则 I = 1/2 (如1H、13C、15N、31P)
I = 3/2 (如 35Cl、37Cl),……
3)质量数为偶数,原子序数为奇数(质子数、中子数均为奇数),则 I = 1 (如 2H、14N),……
核自旋角动量及磁矩的空间量子化
自旋量子数的原子核具有自旋角动量,其数值为:
磁矩
:磁旋比(ogyric ratio)
有外磁场时:
磁矩和磁场的相互作用能E:
若设外磁场加在Z轴方向上,则有:
原子核不同能级间的能量差为:
允许跃迁(  m =  1 ):
核磁共振的产生
如用某一特定频率的电磁波辐照核,并满足下述条件,则产生NMR
核磁共振的物理图象
拉莫尔进动(Larmor Precess):
核磁矩

自旋轴
z B0
垂直于B0的线偏振交变磁场
BR
BL
B1
B1
x
y
一般把最大Z轴分量叫做原子核的磁矩(并非核的总磁矩),由实验观测确定。
如 1H的磁矩z(max) = N
(核Bohr磁子N = -27JT-1)
1T下与1H共振频率最接近的是19F共振频率()
1T磁场下的共振频率:
化学位移(Chemical Shift)
屏蔽常数(Shielding Constant)
核屏蔽
原子的屏蔽
(近程屏蔽)
抗磁屏蔽:以s电子为主(1H)
顺磁屏蔽:以p, d电子为主(13C, 19F等)
分子的屏蔽
(远程屏蔽)
分子内的屏蔽:
分子间的屏蔽:
诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键效应、范德华效应、顺磁效应
溶剂效应、介质磁化率效应、氢键效应、顺磁效应
化学位移
固定频率,扫场
固定磁场,扫频
0:仪器的公称频率
0:60MHz B0: 1ppm= 60Hz
100MHz 100Hz
200MHz 200Hz
400MHz 400Hz
10 8 6 4 2 0
10 8 6 4 2 0
10 8 6 4 2 0
100MHz
250MHz