原子核磁共振结构的管理定义.pptVIP

核磁共振

NuclearMagneticResonance(NMR)

?

原子核磁共振结构的管理定义

第1页

核磁共振谱(NMR)与红外、紫外一样,都是吸收光谱,它频率范围是兆周(MC)或兆赫兹(MHz),属于无线电波范围。

Chapter1概述

原子核磁共振结构的管理定义

第2页

红外光谱起源于分子振动—转动能级间跃迁,

紫外－可见吸收光谱起源于分子电子能级间跃迁。

NMR中电磁辐射频率为兆赫数量级,属于射频区,不过射频辐射只有置于强磁场F原子核才会发生能级间跃迁,即发生能级裂分。当吸收辐射能量与核能级差相等时,就发生能级跃迁,从而产生核磁共振信号。

原子核磁共振结构的管理定义

第3页

测定氢核称为氢谱(1H－NMR)

测定碳-13称为碳谱(13C－NMR)

核磁共振谱常按测定核分类

◆核磁共振谱不但给出基团种类,而且能提供基团在分子中位置

◆在定量上NMR也相当可靠,高分辨NMR还能依据

磁耦合规律确定核及电子所处环境细小差异,从而成为研究高分子构型和共聚序列分布等结构问题有力伎俩

◆13C－NMR主要提供高分子碳－碳骨架结构信息

◆

◆

原子核磁共振结构的管理定义

第4页

当测定1H核磁共振谱时，将磁铁线圈通电，使磁场到达23847Gs(100MHz仪器)，射频振荡器产生100MHz无线电波，经过发射线圈照射样品，扫描线圈中通入电流且改变其强度，即改变外磁场强度，当三个相互垂直线圈不满足共振条件时，接收线圈没有电流经过，假如满足共振条件时，则有电流经过.将它放大统计下来就得到了核磁共振谱图。

原子核磁共振结构的管理定义

第5页

1H—核磁共振(1H—NMR)也称为质子核磁共振,是研究化合物中1H原子核(即质子核磁共振。可提供化合物分子中氢原子所处不一样化学环境和它们之间相互关联信息。依据这些信息可确定分子组成、连接方式及其空间结构。

1H—核磁共振波谱(氢谱)

原子核磁共振结构的管理定义

第6页

原子核磁矩和自旋角动量

原子核是带正电荷粒子，多数原子核电荷能绕核轴自旋，形成一定自旋角动量p。同时，这种自旋现象就像电流流过线圈一样能产生磁场，所以含有磁矩μ。它们可用下式表示:

μ＝rp

式中r—磁旋比,是核特征常数；

核磁矩μ以核磁子p为单位,p＝5.05×10－27

J／T,是个常数。

Chapter2基本原理

原子核磁共振结构的管理定义

第7页

自旋量子数（spinquantumnumber,I）

－原子核自旋状态量子化

◆p与n同为偶数，I=0。如12C,16O,32S等。

◆p+n=奇数，I=半整数(1/2,3/2等)。

如1H,13C,15N,17O,31P等。

◆p与n同为奇数，I=整数。如2H,6Li等。

◆原子核自旋状态:2I+1

原子核组成(质子数p与中子数n)与自旋量子数I经验规则:

原子核磁共振结构的管理定义

第8页

I0核为磁性核,含有自旋角动量,能够产生NMR信号。

I=0核为非磁性核,无NMR信号。

I=1/2原子核,其电荷均匀分布于原子核表面,这么原子核不含有四极矩（quadruple）,其核磁共振谱线窄,最宜于核磁共振检测。

I1/2原子核,含有电核四极矩。

◆

◆

◆

◆

原子核磁共振结构的管理定义

第9页

自旋量子数与原子核质量数及质子数关系

原子核磁共振结构的管理定义

第10页

若原子核存在自旋，产生核磁矩:

自旋角动量:

I:自旋量子数；

h:普朗克常数；

核磁子=eh/2Mc；

自旋量子数（I）不为零核都含有磁矩，原子自旋情况能够用（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….

奇数奇数或偶数1/2；3/2；5/2….

核磁矩:

原子核磁共振结构的管理定义

第11页

讨论:

(1)I=0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I0原子核

I=1:2H，14N

I=3/2:11B，35Cl，79Br，81Br

I=5/2:17O，127I

这类原子核核电荷分布可看作一个椭球体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少

原子核磁共振结构的管