一、NMR的基本原理 ● 核磁共振现象： 核自旋能级： 若核的自旋量子数为，将核置于磁场B,中，核磁矩μ相对于外 加磁场有不同的取向。根据量子力学的观点，可以有21+1种取 向，用磁量子数m表示。 (1)m的取值：m=l,1-1,1-2.,-1; (2)在磁场中，核磁矩的不同取向代表自旋核不同的能量状态， 有2引+1个能量状态： (3)不在磁场中，以上这些能级是简并。 我们只讨论1=1/2的核—氢核 16
16 核自旋能级： 若核的自旋量子数为I，将核置于磁场B0中，核磁矩μ相对于外 加磁场有不同的取向。根据量子力学的观点，可以有2I+1种取 向,用磁量子数m表示。 （1）m的取值：m=I，I－1，I－2.，－I； （2）在磁场中，核磁矩的不同取向代表自旋核不同的能量状态， 有2I+1个能量状态； （3）不在磁场中，以上这些能级是简并。 我们只讨论I=1/2的核——氢核 核磁共振现象： 一、NMR的基本原理
一、NMR的基本原理 核磁共振现象： >原子核吸收或放出能量时，能在磁能级间跃迁 >跃迁选律：△m=±1→只能在相邻能级间跃迁 △E= h 。Ho 2π 17
17 核磁共振现象： 原子核吸收或放出能量时，能在磁能级间跃迁 跃迁选律：∆m = ±1 → 只能在相邻能级间跃迁 0 2 H h E 一、NMR的基本原理
一、NMR的基本原理 ● 核磁共振现象： 如果在外磁场中外加一个能量为vo的、并满足上述条件 的电磁波辐射： △E=hvo= Ho yh 2π →这个电磁波可引起原子核在两个能级间的跃迁 →从而产生核磁共振现象 因此，核磁共振的条件是： Vo= 2π 只有引≠0的原子核才能发生核磁共振吸收 18
18 核磁共振现象： 如果在外磁场中外加一个能量为hν0的、并满足上述条件 的电磁波辐射： → 这个电磁波可引起原子核在两个能级间的跃迁 → 从而产生核磁共振现象 因此，核磁共振的条件是： 只有I ≠ 0的原子核才能发生核磁共振吸收 0 0 2 H h E h 0 0 2 H 一、NMR的基本原理
一、NMR的基本原理 核磁共振现象： 自旋量子数的取值：质子和中子都是费米子，=1/2，遵循 pauliz不相容原理 (1)原子核=质子（偶）+中子（偶） 1=0 12C (2) 原子核=质子（奇）+中子（奇）=1,2,3 2H (3)原子核=质子（奇/偶）+中子（偶/奇） 1=1/2,3/2,5/21H,13C,19F,31P 讨论：(1) 类核无NMR,(3)类核中的1H,13C,19F,31P 的都是1/2，NMR的主要研究对象 19
19 自旋量子数I的取值：质子和中子都是费米子，I=1/2，遵循 pauli不相容原理 （1）原子核=质子（偶）+ 中子（偶） I=0 12C （2）原子核=质子（奇）+ 中子（奇） I=1, 2, 3 2H （3）原子核=质子（奇/偶）+ 中子（偶/奇） I=1/2, 3/2, 5/2 1H， 13C， 19F， 31P 讨论：（1）类核无NMR，（3）类核中的1H， 13C， 19F， 31P 的I都是1/2，NMR的主要研究对象 核磁共振现象： 一、NMR的基本原理
一、NMR的基本原理 ● 原子核的弛豫： > 将！=坎的原子核放在外磁场H,中，原子核的磁能级分 裂为(21+1)个 >磁核优先分布在低能级上 由于能级间间隔很小，磁核在热运动中也能从低能级向高 能级跃迁→这个体系处于在高、低能级的动态平衡中 20
20 原子核的弛豫： 将I = ½ 的原子核放在外磁场H0中，原子核的磁能级分 裂为（2I+1）个 磁核优先分布在低能级上 由于能级间间隔很小，磁核在热运动中也能从低能级向高 能级跃迁 → 这个体系处于在高、低能级的动态平衡中 一、NMR的基本原理