有机化合物的基本元素13C、1H、·15N、19F、31P等都有 核磁共振信号，且自旋量子数均为1/2，核磁共振信号相对 简单，°已广泛用于有机化合物的结构测定· 然而，核磁共振信号的强弱是与被测磁性核的天然丰 度和旋磁比的立方成正比的，如H的天然丰度为99.985%， 9F和31P的丰度均为100%，因此，它们的共振信号较强， 容易测定，·而3℃的天然丰度只有1.1%，很有用的15N和 7O核的丰度也在1%以下，它们的共振信号都很弱，必须 在傅里叶变换核磁共振波谱仪上经过多次扫描才能得到有 用的信息。 疮源演第大圣 HARBIN LNTVERSITY OP COMMERCE
有机化合物的基本元素13C、 1H、 15N、 19F、 31P等都有 核磁共振信号，且自旋量子数均为1/2，核磁共振信号相对 简单，已广泛用于有机化合物的结构测定 然而，核磁共振信号的强弱是与被测磁性核的天然丰 度和旋磁比的立方成正比的，如1H的天然丰度为99.985%， 19F和31P的丰度均为100%，因此，它们的共振信号较强， 容易测定，而13C的天然丰度只有1.1%，很有用的15N和 17O核的丰度也在1%以下，它们的共振信号都很弱，必须 在傅里叶变换核磁共振波谱仪上经过多次扫描才能得到有 用的信息
自旋核在外加磁场中的取向数和能级 按照量子力学理论，自旋核在外加磁场中的自旋取 ,向数不是任意的，可按下式计算： 自旋取向数=2/+1 以H核为例，·因/=12，故在外加磁场中，自旋取向 数=2(12)十1=2，即有两个且自旋相反的两个取向， 。其中一个取向磁矩与外加磁场B0一致；另一取向，磁 矩与外加磁场B0相反。两种取向与外加磁场间的夹角 经计算分别为54024(81)及125036(2)。见图 10.2 给酒渭商業大是 HARBIN LNIVERSTTY OF COMMERCE
二、自旋核在外加磁场中的取向数和能级 按照量子力学理论，自旋核在外加磁场中的自旋取 向数不是任意的，可按下式计算： 自旋取向数= 2I＋1 以H核为例，因I =1/2，故在外加磁场中，自旋取向 数=2（1/2）＋1=2，即有两个且自旋相反的两个取向， 其中一个取向磁矩与外加磁场B0一致；另一取向，磁 矩与外加磁场B0相反。两种取向与外加磁场间的夹角 经计算分别为54024'（θ1）及125036'（θ2）。见图 10.2
m=+1/2 m=-1/2 图10.2H核在磁场中的行为 疮潮清月業大孕 HARBIN LNTVERSITY OP COMMERCE
图10.2 H核在磁场中的行为
立当注意，每个自旋取向将分别代表原子核的某个特定的 能量状态，并可用磁量子数(m)来表示，它是不连续的量 子化能级。.m取值可由一l.0.十决定。例如：=112， 则m=-1/2,0,十1/2；仁1，则m=一1,0，十1。 在上图中，当自旋取向与外加磁场一致时(m=十12).， 氢核处于一种低能级状态(E=一WB。);相反时(m= 12)，氢核处于一种高能级状态(E=十μB,)两种取向间 的能级差，'可用△E来表示： AE=E2-E1=+uBo-(-UBo)=2uBo (10.3) 式中：为氢核磁矩；B0为外加磁场强度 上式表明：氢核由低能级E1向高能级E2跃迁时需要的能量 △E与外加磁场强度B,及氢核磁矩成正比 给潮清月掌大呈 HARBIN LNTVERSTTY OF COMMERCE
应当注意，每个自旋取向将分别代表原子核的某个特定的 能量状态，并可用磁量子数（m）来表示，它是不连续的量 子化能级。m取值可由 －I.0.＋I决定。例如：I=1/2， 则m= −1/2，0，＋1/2；I=1，则m = －1，0，＋1。 在上图中，当自旋取向与外加磁场一致时（m =＋1/2）， 氢核处于一种低能级状态（E=－μB0）；相反时（m=－ 1/2），氢核处于一种高能级状态（E=＋μB0）两种取向间 的能级差，可用ΔE来表示： ΔE = E2－E1 =＋μB0－(－μB0 ) = 2μB0 (10.3) 式中：μ为氢核磁矩；B0为外加磁场强度 上式表明：氢核由低能级E1向高能级E2跃迁时需要的能量 ΔE与外加磁场强度B0及氢核磁矩μ成正比
外加磁场B 无磁场 E=+uBo m=- 4 △E=2uB0 m=+ 2 E=-uBo 图10.3能级裂分与外加磁场强度的关系 疮爾清月業大孕 HARBIN LNTVERSITY OP COMMERCE
图10.3 能级裂分与外加磁场强度的关系