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第十七章核磁共振波谱法
(Nuclear ic Resonance Spectroscopy, NMR)
射频辐射:109-1010 nm; 红外光:780~40000 nm; 紫外:200~800 nm
一、核磁共振(NMR)的发展简史
1924年Pauli W. 假设---特定的原子核具有自旋和磁矩,放入磁场中会产生能级分裂。
1938 年美国物理学家艾西德·艾萨克·瑞白(Isidor Isaac Rabi)最先发现磁共振现象。
1946年Standford大学的Bloch和Harvard大学的Purcell 独立证实了这个现象。
1952年这两位科学家获得Nobel物理学奖
1953年Varian Associates推出第一台高分辨NMR
NMR光谱仪有两大类:
连续波
脉冲(FT-NMR)
1970年出现商品化的FT-NMR
目前 FT-NMR占领了整个NMR市场
核磁共振(NMR)
有磁性质的原子核可以吸收强磁场中存在的一定频率的电磁辐射。
NMR的研究对象---磁性核与电磁波的相互作用
二、核磁共振的理论基础
(1) 核有磁性(磁性核)------------内因
(2) 外磁场(产生能级裂分)------外因
(3) 吸收射频辐射,自旋取向改变,即发生共振
量子力学解释
经典力学解释
自旋量子数(I)不为零的核都具有磁矩
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….
原子核组成与自旋量子数I的经验规则:
(1) I=0 的原子核 O(16);C(12);S(22)等,无自旋,没有磁矩,不产生共振吸收。
(2) I=1 或 I >1的原子核
I=1 : 2H,14N
I=3/2:11B,35Cl,79Br,81Br
I=5/2:17O,127I
这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少;
(3)I=1/2的原子核 1H,13C,19F,31P
原子核可看作核电荷均匀分布的球体,并象陀螺一样自旋,有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象,C,H也是有机化合物的主要组成元素。