核磁共振光谱nmr光谱

《核磁共振光谱nmr光谱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、核磁共振（NMR）nuclearmagneticresonance核磁共振波谱，常用NMR表示，与红外光谱、紫外光谱一样，也是一种能谱。测定这种能谱的依据，是一些原子核（如1H、13C、19F等）在磁场中会产生能量分裂，形成能级。当用一定频率的电磁波对样品进行照射时，特定结构环境中的原子核就会吸收相应频率的电磁波而实现共振跃迁。在照射扫描中记录共振时的信号位置和强度，就得到NMR谱。几乎所有的磁性核都可以进行NMR分析，如1H、13C、19F、31P、15N等。常用的是1H、13C的NMR谱。C60的13C-NMR谱的单谱线证据C70的13C-NMR谱NMR的发展第一阶段45~46年：F

2、.Bloch和E.M.Purcell两个小组几乎同时发现NMR现象50年代初：NMR首次应用于有机化学60年代初：VarianAssociatesA60Spectrometer问世，NMR开始广泛应用第二阶段70年代：FourierTransform的应用13C-NMR技术（碳骨架）（GC，TLC，HPLC技术的发展）第三阶段80年代：Two-dimensional(2D)NMR诞生（COSY，碳骨架连接顺序，非键原子间距离，生物大分子结构，……）对NMR作过贡献的12位Nobel奖得主1.1944:I.Rabi2.1952:F.Bloch3.1952:E.M.Purcell4.1955

3、:W.E.Lamb5.1955:P.Kusch6.1964:C.H.Townes7.1966:A.Kastler8.1977:J.H.VanVleck9.1981:N.Bloembergen10.1983:H.Taube11.1989:N.F.Ramsey12.1991:R.R.ErnstNMR是研究原子核对射频辐射(Radio-frequencyRadiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析。在有机化合物结构鉴定中要求掌握的是1HNMR（氢谱）和13CNMR的应用。（测定有机化合物的结构，氢原子的位置、环境以及官能团

4、和C骨架上的H原子相对数目）与UV-vis和红外光谱法类似，NMR也属于吸收光谱，只是研究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。1924年,Pauli提出原子核磁性质的慨念;1939年,Rabi观察到核磁共振现象,人类首次;1945年,美Bloch测到水中H,Purcell观察到石蜡中H;(1952年同获诺贝尔奖)1950年,发现化学位移;1953年,最早的核磁共振(1HNMR)仪问世;1970年,付里叶变换技术引入,13CNMR。让处于外磁场（Ho）中的自旋核接受一定频率的电磁波辐射（射），当辐射的能量恰好等于自旋核两种不同取向的能量差时，处于低能态的自旋核吸收电磁辐射能跃迁

5、到高能态，这种现象称为核磁共振。应用领域广泛化学，生物，化工，冶金，医药，临床，食品，环境，军事，体育，考古，……4.1.核磁共振的基本原理原子核能级的分裂及描述原子核的自旋及分类原子核具有质量并带电荷，同时存在自旋现象，自旋量子数用I表示。自旋量子数（I）不为零的核都具有自旋现象和磁矩，原子的自旋情况可以用（I）表征：质量数电荷数自旋量子数I偶数偶数016O8；12C8；32S16偶数奇数1，2，3…2H1，14N7奇数奇数或偶数1/2；3/2；5/2…1H1，13C6，19F917O8(1)I=0的原子核O(16)；C（12）；S（22）等，无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收。(2)I

6、=1或I>0的原子核I=1：2H，14NI=3/2：11B，35Cl，79Br，81BrI=5/2：17O，127I这类原子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；(3)Ｉ＝1/2的原子核1H，13C，19F，31P原子核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，C，H也是有机化合物的主要组成元素。带电原子核自旋磁场磁矩(沿自旋轴方向)原子核的量子力学模型1H1磁矩的大小与磁场方向的角动量P有关：其中为磁旋比，每种核有其固定值。如1H：=26.752；13C：=6.728，单位：107rad.T-1.

7、S-1其中h为Planck常数(6.62410-27erg.sec)；m为磁量子数，其大小由自旋量子数I决定，m共有2I+1个取值，或者说，角动量P有2I+1个状态！或者说有2I+1个核磁矩。自旋核的取向在没有外电场时，自旋核的取向是任意的。在强磁场中，原子核发生能级分裂，当吸收外来电磁辐射时，将发生核能级的跃迁----产生所谓的射频辐射─原子核(能级分裂)-----吸收──能级跃迁EB射频核磁共振（NMR）现象E=–μBEB