《H核磁共振》PPT课件

《《H核磁共振》PPT课件》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、第4章1H核磁共振波谱原理及解析电子教案4.1NMR的基本原理4.2核磁共振仪简介4.3化学位移4.4各类质子的化学位移4.5自旋偶合4.6核磁共振图谱的类型4.71HNMR若干实验技术问题4.81HNMR图谱解析步骤4.91HNMR的应用本章概要NMR是研究处于磁场中的原子核对射频辐射的吸收，可以提供多种结构信息，也可进行动力学研究、定量分析等。己经成为现代结构分析中十分重要的手段，广泛用于有机化学、生物化学、药物化学、高分子化学、物理化学、无机化学等领域。一、核磁共振简介NuclearMagneticResonanceSpec

2、troscopy(NMR)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自旋能级对射频辐射的吸收。与紫外、红外比较共同点都是吸收光谱紫外-可见红外核磁共振吸收能量紫外可见光200~800nm红外光800nm~1mm主要：中红外区（2.5~25µm）无线电波1~100m波长最长，能量最小,不能发生电子振动转动能级跃迁跃迁类型电子能级跃迁振动能级跃迁自旋原子核发生能级跃迁二、发展历史1924年：Pauli预言了NMR的基本理论，即，有些核同时具有自旋和磁量子数，这些核在磁场中会发生分裂；19

3、46年：Harvard大学的Purcel和Stanford大学的Bloch各自首次发现并证实NMR现象，于1952年分享了Nobel奖；1953年：Varian开始商用仪器开发，并于同年制作了第一台高分辨NMR仪；1956年：Knight发现元素所处的化学环境对NMR信号有影响，而这一影响与物质分子结构有关。1970年：Fourier(pilsed)-NMR开始市场化（早期多使用的是连续波NMR仪器）。F.BlochE.M.Purcell1H-NMR提供的结构信息：化学位移δ偶合常数J信号强度比弛豫时间原子的化学环境原子个数邻接基

4、团的种类分子的空间构型不破坏样品。NMR作定量分析误差较大，不能用于痕量分析。4.1NMR的基本原理4.1.1原子核的自旋核磁共振的研究对象为具有磁矩的原子核。原子核自旋运动将产生磁矩μ。并非所有同位素的原子核都有自旋运动。原子核的自旋运动与自旋量子数I相关。原子核的自旋量子数I由中子数和质子数决定：（1）中子数、质子数均为偶数的核，自旋量子数I=0。如12C、16O、32S等。（2）中子数、质子数其一为偶数，另一为奇数，则I为半整数。如：I=1/2，这类核有1H、13C、15N、19F、31PI=3/2，这类核有7Li、9Be、

5、23Na、33SI=5/2，这类核有17O、25Mg、27Al（3）中子数、质子数均为奇数的核，I为整数。如：I=1，2H、6Li、14NI=2,58Co没有核磁矩，μ=0,这类核不能用NMR测出。……自旋量子数I=0，没有核磁矩，μ=0——这类核不能用NMR测出。自旋量子数I不等于0，这类核有核磁矩，μ≠0。I=1/2这类核可以看作是电荷均匀分布的旋转球体。这样的核不具有电四极矩，核磁共振的谱线窄，是NMR测试的主要对象；这类核有1H、13C、15N、19F、31P。自旋量子数I不等于0的核又可分为两种情况：＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋

6、＋＋＋＋＋－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋凡具有电四极距的原子核都具有特有的弛豫机制，核磁共振的谱线宽，不利于NMR测试。电荷分布不均均匀分布椭球体电偶极矩＋－＋－＋－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋I>1/2I≥1它们的电荷分布不均匀，相当于两个大小相等方向相反的电偶极矩相隔一个很小的距离排列着，就构成了电四极矩。有电四极矩存在，NMR信号复杂。自旋量子数是1/2的核，如

7、1H、13C、15N、19F、29Si、31P等是NMR测试的主要对象。没有外磁场时，核的自旋磁距取向是混乱的；若将原子核置于外加磁场中，则核可以有不同的自旋取向。自旋取向代表能级。自旋量子数为I的核，共有2I+1个自旋取向。每个自旋取向用磁量子数m表示则m=I,I-1,I-2,……,0,……,-I。氢核磁矩的取向如1H（I=1/2），m有两种取向(2x1/2+1=2)：m=1/2、-1/2；又如2H（I=1），m有三个取向，m=1、0、-1。原子核自旋量子数I≠0时，具有自旋角动量Ph为普朗克常数；ħ=h/2，ħ为角动量的单位

8、。自旋不为零的原子核都有核磁矩，其数值用表示：=P叫旋磁比，它是原子核固有的性质，同一种核，为常数。它是核磁矩与自旋角动量之比：=/P4.1.2核磁共振1H自旋量子数(I)1/2没有外磁场时，其自旋磁矩取向是混乱的在外磁场B0中，它的