第四章核磁共振谱 4.1基本原理 41.1原子核的自旋 核象电子一样,也有自旋现象,从而有自旋角动量。 旋进轨道 一自旋轴 自旋的质子 核的自旋角动量(p)是量子化的,不能任意取值, 可用自旋量子数(D来描述
第四章 核磁共振谱 4.1 基本原理 4.1.1 原子核的自旋 核象电子一样，也有自旋现象，从而有自旋角动量。 核的自旋角动量(ρ)是量子化的，不能任意取值， 可用自旋量子数(I)来描述。 H0 旋进轨道 自旋轴 自旋的质子
h p=√(+1) =0、1/2、1 2丌 Ⅰ=0,p=0,无自旋,不能产生自旋角动量,不会 产生共振信号。 的取值可用下面关系判断: 质量数)原子序数(Z)自旋量子数(D 奇数 奇数或偶数半整数n+1/2。n=0,1,2, 奇数 整数 偶数 偶数
2 ( 1) h = I I + I＝0、1/2、1…… I = 0， ρ=0， 无自旋，不能产生自旋角动量，不会 产生共振信号。 ∴ 只有当I ＞ O时，才能发生共振吸收，产生共振 信号。 I 的取值可用下面关系判断： 质量数（A） 原子序数（Z） 自旋量子数（I） 奇 数 奇数或偶数 半整数 n + 1/2。n = 0,1,2,… 奇 数 整 数 偶 数 偶 数 0
例如: A(1) A(12) A(14) Z(6) 2(7) 偶一偶 偶一奇 为半整数(1/2) I=0 为整数 412自旋核在外加磁场中的取向 取向数=2I+1 (在没有外电场时,自旋核的取向是任意的) H核:自旋取向数=2×1/2+1=2 即:H核在外场有两个自旋方向相反的取向。 致H0相反
例如： H A Z （1） （1） C A Z （12） （6） N A Z （14） （7） 奇 - 奇 偶 - 偶 偶 - 奇 I为半整数（1/2） I = 0 I为整数 有共振吸收 无 有共振吸收 4.1.2 自旋核在外加磁场中的取向 取向数 = 2 I + 1 （在没有外电场时，自旋核的取向是任意的）。 即：H核在外场有两个自旋方向相反的取向。 H 核： 自旋取向数 = 2×1/2 + 1 = 2 H0 1 H' H' 一 致 相 反
413磁共振的产生 它在外加磁场中的取向 磁性核的自旋取向表明 它的某个特定能级状态(用 磁量子数m表示)。取值为 即:每一个取向都代表一个能级状态,有一个m。 如:lH核:∵I=1/2m为-1/2和+1/2 2丌 Y一磁旋比(物质的特征常数)B=hvBo 外场 △E=hv=yhn 2丌 低能态
4.1.3 磁共振的产生 磁性核的自旋取向表明 它在外加磁场中的取向 它的某个特定能级状态（用 磁量子数ms表示）。取值为 –I … 0 … +I。 即：每一个取向都代表一个能级状态，有一个ms 。 如：1H核：∵I＝1/2 ∴ ms为 －1/2 和 +1/2 = H0 2 E = h = H0 2 h E = h H0 H' H' ms = _ 1/2 ms = + 1/2 ν γ π ν γ π ν 高能态 低能态 γ—磁旋比(物质的特征常数) 外 场
结论 (1)AE∝H0; (2)H受到一定频率(v)的电磁辐射,且提供的能 量=AE,则发生共振吸收,产生共振信号。 信号 吸收能量 0 低场Ho高场一
结论： (1)ΔE ∝ H0； (2) 1H受到一定频率（v）的电磁辐射，且提供的能 量 =ΔE，则发生共振吸收，产生共振信号。 0 低 场 H0 高 场 吸 收 能 量 信号