Modern Instrumental Analysis 由于原子核是具有一定质量的带正电的粒子,故在 自旋时会产生核磁矩。核磁矩和角动量都是矢量, 它们的方向相互平行,且磁矩与角动量成正比,即 P=yp 式中:y为旋磁比,即核磁矩与核的自旋角动量的 比值,不同的核具有不同旋磁比,它是磁核的一个 特征值;μ为磁矩,用核磁子表示,1核磁子单位等 于5.05×1027JT-1 Tarim University 2011
Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2011 由于原子核是具有一定质量的带正电的粒子，故在 自旋时会产生核磁矩。核磁矩和角动量都是矢量， 它们的方向相互平行，且磁矩与角动量成正比，即 μ = γ p 式中：γ为旋磁比，即核磁矩与核的自旋角动量的 比值，不同的核具有不同旋磁比，它是磁核的一个 特征值；μ为磁矩，用核磁子表示，1核磁子单位等 于5.05×10−27J·T−1；
Modern Instrumental Analysis 自旋量子数与原子的质量数及原子序数的关系 质量数A原子序数z自旋量子数NMR信号原子核 偶数 偶数 无 12C616O832516 奇数 奇 有 1 31 9 15 奇数 偶数 3/2,5/2 有17Og,33516 偶数 奇数 1,2,3 有 14 1 Tarim University 2011
Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2011 自旋量子数与原子的质量数及原子序数的关系 质量数A 原子序数Z 自旋量子数 NMR信号 原子核 偶数 偶数 0 无 12C6 16O8 32S16 奇数 奇 ½ 有 1H1, 13C6 19F9， 15N7， 31P15 奇数 偶数 3/2,5/2 … 有 17O8， 33S16 偶数 奇数 1,2,3 有 2H1， 14N7
Modern Instrumental Analysis 原子核分成三种情况 ①|=0,有160、12C、32S、28Si等 无自旋,不产生磁矩。不产生共振吸收谱。 ②|≥1的原子核, I=3/2:1lB、35Cl、^Br、81Br等 I=5/2:70、127T等 I=1:2H、1N等 这类原子核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷 分布不均匀,它们的共振吸收常会产生复杂情况, 应用得较少。 Tarim University 2011
Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2011 原子核分成三种情况 ① I=0，有16O、 12C、 32S、 28Si 等 无自旋，不产生磁矩。不产生共振吸收谱。 ② I≥1的原子核， I=3/2 ： 11B、 35Cl、 79Br、 81Br等 I=5/2 ： 7O、 127I等 I=1 : 2H、 14N等 这类原子核电荷分布可看作一个椭圆体，电荷 分布不均匀，它们的共振吸收常会产生复杂情况， 应用得较少
Modern Instrumental Analysis ③|=1/2的原子核1H、19F、31P、13C等 这些核可当作一个电荷均匀分布的球体,并像 陀螺一样地自旋,故有磁矩形成。这些核特别用于 核磁共振实验。 1H、19F、31P三种原子在自然界的丰度接近 100%,核磁共振容易测之,尤其是1H,是组成有 机化合物的主要元素之一。因此,对于H的NMR 谱测定,在有机分析中十分重要。 Tarim University 2011
Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2011 ③ I=1/2的原子核 1H、 19F、 31P、 13C等 这些核可当作一个电荷均匀分布的球体，并像 陀螺一样地自旋，故有磁矩形成。这些核特别用于 核磁共振实验。 1H、 19F、 31P 三种原子在自然界 的丰度接近 100%，核磁共振容易测之，尤其是1H，是组成有 机化合物的主要元素之一。因此，对于1H的NMR 谱测定，在有机分析中十分重要
Modern Instrumental Analysis 当Ⅰ=0时,p=0,原子核没有磁矩,没有自旋现象;当Ⅰ >0时,p≠0,原子核磁矩不为零,有自旋现象 Ⅰ=1/2的原子核在自旋过程中核外电子云呈均匀的球 型分布,见图(b)核磁共振谱线较窄,最适宜核磁共 振检测,是NMR主要的研究对象。Ⅰ>1/2的原子核, 自旋过程中电荷在核表面非均匀分布 =0 =1,3/2,2, 原子核的自旋形状 Tarim University 2011
Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2011 当I=0时，p=0，原子核没有磁矩，没有自旋现象；当I ＞0时，p≠ 0，原子核磁矩不为零，有自旋现象。 I=1/2的原子核在自旋过程中核外电子云呈均匀的球 型分布，见图（b）核磁共振谱线较窄，最适宜核磁共 振检测，是NMR主要的研究对象。I＞1/2的原子核， 自旋过程中电荷在核表面非均匀分布 原子核的自旋形状