16核磁课件.pptVIP

第二节 基本原理 原子具有电荷，在有些核中，由于核电荷围绕轴“自旋”，核电荷的环流产生磁场，因而具有磁偶极矩μ，磁矩为向量，其方向与核轴一致。自旋电荷的角动量P具有量子化特征，其值取决于核的自旋量子数I： 原子核的磁矩μ与核自旋角动量P成正比关系 核的磁共振必需具备的条件： 1 核具有自旋，即为磁性核； 2 必需将磁性核放在强磁场中，才能使核的能级显示出来； 3 照射频率与外磁场强度的比值符合核的磁旋比： 核磁共振仪的主要组成部分： 1. 磁铁 2. 探头 3.锁场单元 4. 匀场单元 5. 样品旋转管 核磁共振氢谱（NMR） 第一节 概述 核磁共振:指磁矩不为零的原子或原子核处于恒定磁场中，由射频或微波电磁场引起原子核磁矩的能级跃迁的现象称为核磁共振。 式中 γ为核的磁旋比，是核的特征常数。 实践证明，原子核是否具有自旋现象是由其自旋量子数I来决定的，而I值又与核的质子数核中子数有关，并与电荷分布的对称性有关。 P155 表17-1 结论： 只有I不等于零的原子核才有自旋，为磁性核。 在一个强磁场中： I=1/2 m = +1/2 E= -μH0 m = -1/2 E= +μH0 ΔE =2μHo 当电磁辐射波能量 E=hν等于 核的两个能级差ΔE =2μHo时 核吸收能量发生共振。 共振的频率与外磁场强度的关系为： 1H氢谱(PMR)提供的结构信息： 化学位移、峰的裂分情况与偶合常数、峰面积(积分曲线) 弛豫过程和弛豫时间 在共振吸收过程中，低能级的粒子跃迁到高能级，使高、低能级的粒子数分布趋于均等，这时，共振吸收信号消失，粒子系统处于饱和状态。但由于物质内部机制存在着恢复平衡状态的逆过程。在适当条件下，仍可观测到稳定的共振吸收信号。 定义：由于物质内部相互作用而引起非平衡状态恢复的过程称为弛豫过程。 核外电子在外磁场作用下绕核环流，产生 感应磁场。处于高电子密度区域的核，感 受到较外加磁场弱的磁场，必须用较高的 外加场使之发生共振。 H=Ho+H感应 屏蔽作用使氢核的共振吸收移向高场。 1. 屏蔽效应 (shielding effect) 第三节 化学位移 2. 化学位移 不同化学环境中的氢核，受到的屏蔽或去屏蔽作用不同，它 们的共振吸收出现在不同磁场强度下。表示：?/ppm。 ? = —————— ? 106 = ———— ? 106 V样品-V标准 V标准 ΔV V标准 标准物: 四甲基硅烷 (CH3)4 Si， TMS ?=0（单峰） CHCl3： ? = —————— ? 106 = 7.28 ppm 60MHZ 437HZ 处于低电子密度区域的核，使共振发生在较低场。 H=Ho-H感应 去屏蔽效应使氢核的共振吸收移向低场。 （? 增大） （? 减小） ?H/ppm ?值小，屏蔽作用大； ?值大，屏蔽作用小； 四. 影响化学位移的主要因素 1. 诱导效应的影响 电负性大的原子（或基团）与 1H邻接时，其吸电子作用使氢 核周围电子云密度降低，屏蔽作用减少，共振吸收在较低场， 即质子的化学位移向低场移动，?值增大；相反，给电子基团 则增加了氢核周围的电子云密度，使屏蔽效应增加，共振吸 收在较高场，即质子的化学位移向高场移动，?值减小。 ? /ppm ? /ppm 试比较下面化合物分子中 Ha Hb Hc ? 值的大小。 b a c ? 电负性较大的原子，可减小H原子受到的屏蔽作用，引起 H原子向低场移动。向低场移动的程度正比于原子的电负 性和该原子与H之间的距离。 2. 共轭效应的影响 同上。使氢核周围电子云密度增加，则磁屏蔽增