第五节 核磁共振 在强磁场中,原子核发生能级分裂,当吸收外来电磁辐射时,将产生核能级的跃迁
核磁共振(NMR)是研究原子核对射频辐射(radio-frequ ency radiation)的吸收,产生所谓 NMR现象
与紫外-可见和红外光谱法类似,NMR 也属于吸收光谱,只是研究的对象是牌强磁场中的原子核对射频辐射的吸收
它是对各种有机和无机物的组成、结构进行定性分析的最强有力的工具之一,有时也可进行定量分析
1 NMR 简介 一、NMR 基本原理 原子核都是由中子和质子组成的,具有一定的质量(A),带有一定的正电荷(也就是质子数,原子序数,Z)
原子核除了有质量和正电荷之外,还自身进行旋转,所以具有一定的自旋角动量
自旋量子数 I 不为零的原子核原则上都可以成为核磁共振法的研究对象
根据量子力学理论,磁性核在外加磁场(B0)中的自旋取向不是任意的,而是量子化的
共有(2I+1)种取向
各自旋状态之间可以进行跃迁,由量子力学的选律可知,只有磁量子数相差1 的跃迁才是合法跃迁
当电磁波的能量(hν)等于样品分子某种能级差ΔE 时,分子可以吸收能量,由低能态跃迁到高能态;同样,高能态的粒子可以通过自发辐射放出能量,回到低能态
不同的核辐射能存在 原子核是带正电荷的粒子,能绕着自身轴作自旋运动,形成一定的自旋角动量 P
每个原子核的自旋量子数为 I,当 I≠0 时,由于自旋而使核具有磁矩μ,因此16O、12C 等I=0的原子核不能用于 NMR 技术中
原子核的磁矩取决于原子核的自旋角动量 P,它们的关系为: p (11-9) 式中γ为磁旋比,是核的特征常数,核磁矩μ是以核磁子β为单位,β为一常数,为5
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在一般的情况下,原子核的磁矩可以任意取向,而在一个外加均匀磁场 H0 中,I≠0 的核除自旋外还将沿磁场方向采取一定的量子化取向,并按