[法律资料]第四章核磁共振波谱分析法-2013.pdf

第四章 核磁共振波谱分析法 一、原子核的自旋 第一节 二、核磁共振现象 核磁共振基本原理 三、核磁共振条件 1 概述 NMR与UV、IR 同样，都是微观粒子吸收电磁波后在不同 能级上跃迁而产生的。 UV 分子吸收 200 －800 nm 辐射 电子跃迁 IR 分子吸收 2.5 －50 μm 辐射 振动能级跃迁 NMR 分子吸收 106 －109 μm 辐射 磁能级跃迁 106 －109 μm 辐射与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作 用，引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁，从 而产生信号。 根据NMR 图上吸收峰的位置、强度和精细结构可以了解 特定原子（1 13 H、 C等）的化学环境、原子个数、邻接基团的 种类及分子的空间构型。 2 一、原子核的自旋 核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。 原子核有自旋，就产生自旋角动量，根据量子力学计算： h I ：自旋量子数； 自旋角动量： P = ( I I1) + 2 π h ：普朗克常数； 原子的自旋情况可以用（I ）表征： 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 奇或偶 1/2；3/2 ；5/2…. 3 16 12 32 (1) I=0 的原子核 O 、 C、 S等，无自旋，没有磁矩， 不产生共振吸收。 (2) I ≥1 的原子核 I=1 ： 2H， 14N 11 35 79 81 I=3/2 ： B， Cl， Br， Br 17 127 I=5/2 ： O， I 此类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 1 13 19 31 (3) I = 1/2的原子核 H， C， F， P 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。 4 二、核磁共振现象 1、原子核的磁矩 I = 1/2 的核（氢核），可当 作电荷均匀分布的球，绕自旋 轴转动时，产生磁场，类似一 个小磁铁—— 核磁。 产生磁场的方向用右手法则来确定，磁性大小称核磁矩μ 。 量子力学证明