《生物物理学》NMR核磁共振.ppt

* 核磁共振（NMR）： 原子核在外加恒定磁场H0作用下，产生能级分裂，从而对特定频率电磁波产生共振吸收的现象。 和光学吸收相比： 相同之处：都是物质对外来电磁波的共振吸收，即电磁波的能量正好等于物质吸收的能量（两个能级之差）。 不同之处：光学吸收涉及原子或分子的固有能级之差（电子能级、振动能级），而NMR是涉及原子核的能级差，原子核的能级差只有在外加恒定磁场下才产生。 一. 原理 原子核能产生NMR现象是因为具有核自旋。 核自旋产生磁矩，当核磁矩处于静止外加恒定磁场时产生能级分裂，在交变磁场下，自旋核会吸收特定频率的电磁波，从较低能级跃迁到较高能级，这个过程就是核磁共振。 二.核磁共振产生的条件 ω=μH0 ω：电磁波的角频率 μ：旋磁比（不同的核μ不同） H0：外加恒定磁场的磁场强度 三.实验方法 ω=μH0 固定电磁波ω，改变H0，在达到共振条件时产生一个吸收峰——扫场。 固定外加恒定磁场H0，改变ω，在达到共振条件时产生一个吸收峰——扫频。 优点：可直接观测到各个共振峰。 缺点：磁场扫描需要一定的时间。只有频率扫到某个核的共振频率时才引起吸收，如果在同一时间，能使所有核引起共振，则效率增加。 怎样实现？ 采用傅里叶变换的NMR： 将矩形脉冲电磁波作用于样品，可同时激发共振频率不等的的核引起共振，即一次脉冲作用，可同时激发不同共振频率的原子核。 四.NMR技术的基本参量 可将NMR现象应用于分子结构的测定。 1.化学位移 对于孤立原子核而言，同一种原子核在同样强度的外加磁场中，只对某一特定f的电磁波敏感，但是，当一个分子中的同一核处于不同基团中时，其吸收峰并不相同。 NMR可以反映同一核在分子中所处化学环境的不同，这一特性对化合物结构分析的研究极具价值。 例1： 硝酸铵——NH4NO3 NH4 NO3 例2： 乙醇——CH3CH2OH CH3 CH2 OH 2.耦合常数 3.峰下面积 *