清华核磁共振讲义.ppt

第三章核磁共振*1946年Stanford的Bloch和Harvard的Purcell各自独立观察到核磁共振现象,1952年获得诺贝尔物理奖;*瑞士的Ernst由于在PFT-NMR及2D-NMR二方面的贡献而获得1991年诺贝尔化学奖;*瑞士的Wüthrich第一个用NMR方法解析出蛋白质的空间结构,获得2002年诺贝尔化学奖;*美国的PaulLauterbur和英国的PeterMansfield在现代医用核磁共振扫描仪的发展过程中起主要作用获得2003年度诺贝尔医学奖。核磁共振与诺贝尔奖:(icResonance(NMR)Spectroscopy)是近几十年发展起来的一门新学科。核磁共振已成为化学、物理、生物、医药等研究领域中必不可少的实验工具,是研究分子结构、构型构象、分子动态等的重要方法。研究对象::分子的静态结构,,原子核具有自旋运动,:(A),核电荷数(Z);核的自旋量子数随核而异,可为0,,3/2,….1H,13C,19F,31P(I=1/2)奇偶012C,16O(I=0)偶奇整数1,2,3…2H,14N(I=3),10B(I=3)其它例子(AAZ):A为奇数、Z为奇数或偶数时,I为半整数。1H1,13C6,15N7,19F9,31P15I=1/2;11B5,33S16,35C117,37C117,81Br35I=3/2;17O8,25Mg12,27Al13I=5/2。(I),(),βN为核磁子(×10-24).(I0)在外加磁场(H0)中的取向不是任意的,而是沿着H0方向采取一定的量子化取向(见图),核磁矩在磁场中的取向数可用磁量子数m来表示;m的取值为I,(I-1),(I-2),…,-I,(核磁矩可有(2I+1)个取向)因此,原来简并的能级会分裂成(2I+1):E=-μHH0H0是外加磁场强度;:m的取值为I,(I-1),(I-2),…,-I,共计(2I+1)△E可用下式表示:对于1H1,13C6,15N7,19F9,31P15核,I=1/2,m=±1/2,分裂成两个能级:分裂的能级差与外加磁场强度有关,当I=1/2时,如所示。,(电磁波),设射频场的频率为γ射,如果hγ射与1H核量子态间的能级相等时,就会发生共振现象。即:低能态的核(核磁矩)吸收射频场的能量跃迁到高能态。这就是核磁共振。1H1核磁矩能量电磁波定义:用电磁波照射处于强磁场中的待测物质(原子核),紫外光谱一样,(10m~100m),,,并在某些特定磁场强度处产生强弱不同的吸收信号,以这种原理建立起来的分析方法称核磁共振波谱法.