核磁共振的基本原理.ppt

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核磁共振的基本原理,什么叫核磁共振波谱法（NMR）,利用自旋原子核在外磁场作用下的核自旋能级跃迁所产生的吸收电磁波谱来研究有机化合物结构与组成的一种分析方法。

原子核的自旋,原子核能级的分裂及其描述,主要内容,u原子核为带正电粒子，当它的质量数和原子序数有一个是奇数时，它就和电子一样有自旋运动，产生磁矩。

u原子核的自旋产生小磁场，以核磁矩表征，这样的核叫做磁性原子核。

类似电流线圈产生磁场右手定则,一、原子核的自旋,原子核自旋情况，用自旋量子数（I）表征。

I的取值由原子核的质子数和种子数决定：

质子数和中子数都为偶数，I=0（12C,16O，32S,28Si）-无自旋，无NMR质子数和中子数一个为奇数，一个为偶数，I为半整数，I=1/2（1H，13C，19F，31P）-自旋情况简单，NMR主要研究对象I=3/2（11B，33S，35Cl，79Br，81Br）I=5/2（17O）质子数和中子数都为奇数，I为正整数，I=1（2H，14N）凡I1，I=1，2，3，,3/2,5/2,自旋情况复杂，目前NMR研究较少,在无外加磁场时，核能级是简并的，各状态的能量相同。

有外加磁场（B00）时，原子核自旋运动受限，表现为：

自旋取向受限（核自旋方向有特定取向），相对外加磁场方向，只有2I+1种取向。

对氢核来说，I=1/2，只能有21/2+1=2个取向：

+1/2和-1/2。

也即表示H核在磁场中，自旋轴只有两种取向：

与外加磁场方向相同，m=+1/2，磁能级较低与外加磁场方向相反，m=-1/2，磁能级较高,二、原子核能级的分裂及其描述：

E2=+B0E=E2E1=2B0E1=B0,受限下的核运动原子核运动=自旋+回旋（拉摩尔进动）自旋：

绕自旋轴（感应磁场轴）旋转回旋：

绕回旋轴（外加磁场轴）旋转进动频率=表征不同原子核的进动情况,当外来射频辐射能量（hv0）等于E时，则原子核吸收电磁辐射能量，发生核能级的跃迁-产生所谓NMR现象。

即：

也就是说，当外来射频辐射的频率满足上式时就会引起能级跃迁并产生吸收。

核磁共振条件,磁旋比原子核特征常数,外加磁场强度-单位为特斯拉（T）,总之，自旋量子数I0的原子核在磁场中都将发生分裂，可以吸收一定频率的辐射而发生能级跃迁，发生核磁共振。

核磁共振条件,例：

许多现代NMR仪器所使用的磁场强度为4.69。

请问在此磁场中，氢核可吸收多大频率的辐射？

Thanks！