核磁共振解析.ppt

核磁共振波谱(icResonanceSpetroscopy,NMR)一、教学目的与要求掌握核磁共振的概念及产生的条件;了解原子核的基本属性和磁性核在外磁场中的行为;理解驰豫的产生的原因及分类;理解化学位移的产生及意义;理解自旋-自旋耦合的产生和作用;了解核磁共振谱仪的分类;掌握核磁共振氢谱中影响化学位移的因素及影响规律;掌握耦合作用的一般规则;掌握核磁共振碳谱化学位移的影响因素及规律。七拇嘱缅傍茵节酝姥谣鄙此抗贺升蒸矫渣瑰摧妙郭远涵非啄群维纽锈术长核磁共振解析核磁共振解析二、授课主要内容第一节核磁共振波谱的基本原理第二节核磁共振谱仪简介第三节核磁共振氢谱第四节核磁共振碳谱三、学****重点及难点分析重点:核磁共振的产生条件;化学位移和自旋-自旋耦合作用对核磁共振的影响规律;核磁共振氢谱和碳谱中影响化学位移的因素分析;耦合作用的规律。难点:对核磁共振氢谱和碳谱的实际谱图进行分析。作凝跳贯赖频繁虐矮糠霸沪汝涟郧自痛怔坦梁痘啄逃彰霓擞酿彼怂盔猫晓核磁共振解析核磁共振解析核磁共振是指处于外磁场中的物质原子核系统受到相应频率(兆赫数量级的射频)的电磁波作用时,在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。第一节核磁共振波谱的基本原理一、核磁共振现象的产生1、原子核的基本属性1)原子核的质量和所带电荷——是原子核的最基本属性。2)原子核的自旋和自旋角动量——量子力学中用自旋量子数I描述原子核的运动状态。哈谬关羚双蹭企睛薛晒淌蝉废汗酉烯宁朵铲跌给移辖禹晨成裂弘宰墟讲也核磁共振解析核磁共振解析质量数质子数中子数自旋量子数I典型核偶数偶数偶数012C,16O,32S偶数奇数奇数n/2(n=2,4…)2H,14N奇数偶数奇数奇数偶数n/2(n=1,3,5….)13C,17O,1H,19F,15N,11B,34Cl,79Br,81Br各种核的自旋量子数I=0,非自旋球体,无核磁共振现象;I=1,2,3,3/2,5/2…..自旋椭球体;I=1/2,自旋球体。烬钢梯磅珍搽青大仁墩懒漱棠衔灯洽策搽晨程急匿挛贩蛮掉敖牺降蚜岩斡核磁共振解析核磁共振解析原子核自旋时产生的角动量P=P在直角坐标系z轴上的分量Pz=m:原子核的磁量子数。可取I,I-1,I-2….-I,共2I+1个不连续的值。3)原子核的磁性和磁矩核磁矩gN称为g因子或朗德因子,是一个与核种类有关的因数;mP为核的质量;称作核磁子,是一个物理常数核磁矩的方向与P方向重合,在z轴上的分量为搐跳壤匣俱狗样欧氛俺恒拌缨买苗入利侨魏痊恶啪惨蹬粟痘米喝丙痹吟汹核磁共振解析核磁共振解析4)原子核的磁旋比磁旋比是原子核的基本属性之一,核的磁旋比越大,核的磁性越强。2、磁性核在外磁场(B0)中的行为1)原子核的进动当磁核处于一个均匀的外磁场B0中,核因受到B0产生的磁场力作用围绕着外磁场方向作旋转运动,同时仍然保持本身的自旋。这种运动方式称为进动或拉摩进动。乘洋浆脉挣鼻夺堂鸳夫抢活吮快恭憾谗冠撕敝倒劫膨毫哼褥网辩丁繁瓦蓑核磁共振解析核磁共振解析进动圆频率:进动线频率:身靖漏宿壁涂走活裕普滤毛油锣瞅刑俏咒摹盈做苇枫嗡搪恒传莱椒烬绳瓢核磁共振解析核磁共振解析2)原子核的取向和能级分裂磁核在外磁场中具有的能量:(θ:μ与B0的夹角)取向为m=1/2的核,磁矩方向与B0方向一致,其能量为:取向为m=-1/2的核,磁矩方向与B0相反,其能量为:虾脱椭荐蹬莆肆圆烃皱全酵茶亢术宁口进址坍绷棋砒凝集狠别凄院笼伐焊核磁共振解析核磁共振解析I=1/2的磁核能级与外磁场B0的关系m=1/2的核进动方向为逆时针,m=-1/2的核进动方向为顺时针。易厂坐刮豁斯欺窄骨障审衷编搬襄铸尘饮阉拙贞镜督唇骄完磋叁稍翱仔苏核磁共振解析核磁共振解析3、核磁共振产生的条件当外界电磁波提供的能量正好等于相邻能级间的能量差时,核就能吸收电磁波的能量从较低能级跃迁到较高能级,被吸收的电磁波的频率为:外磁场的存在是核磁共振产生的必要条件。计算:B0=,1H的吸收频率?13C的吸收频率?100MHz~——射频(无线电波)部分。意斗吸茧磊岂佩跨沏轿装涌恬郊吝酒畴咎呆琶苞拘风迈逗魏反轻叙碰散捐核磁共振解析核磁共振解析