核磁振和電子自旋振波譜教學(xué)課件

本章內(nèi)容1核磁共振的基本原理、馳豫過(guò)程、化學(xué)位移的表示與測(cè)量、自旋偶合與自旋裂分NMR譜儀的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)、NMR的分析及其應(yīng)用2電子白旋共振譜的基本原理、ESR譜儀的結(jié)構(gòu)、ESR譜的分析與應(yīng)用核磁共振的發(fā)展歷史及應(yīng)用1945年12月,哈佛大學(xué)珀塞爾(E.M.Purcell等人,首先觀察到石臘樣品中質(zhì)子的核磁共振吸收信號(hào)。1946年1月,斯坦福大學(xué)布洛赫(F.Bloch)在水中也觀察到質(zhì)子的核磁共振信號(hào)。兩人因此共獲1952年諾貝爾物理獎(jiǎng)。核磁共振經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展應(yīng)用,使得此項(xiàng)技術(shù)迅速成為在物理、化學(xué)、生物、地質(zhì)、計(jì)量、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域研究的強(qiáng)大工具。高強(qiáng)磁場(chǎng)超導(dǎo)核磁共振儀的發(fā)展,靈敏度大大提高。脈沖付里葉變換NMR譜儀問世,極大地推動(dòng)了NMR技術(shù),使1C、15N、29si等NMR譜及固體NMR譜得到廣泛應(yīng)用。11.1核磁共振基本原理核磁共振光譜的定義核磁共振光譜是以頻率為兆赫級(jí)、低能量的電磁波照射分子,電磁波能與暴露在強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁性核相互作用,引起磁性核在外磁場(chǎng)中發(fā)生磁能級(jí)的共振躍遷而產(chǎn)生吸收信號(hào)。核對(duì)射頻區(qū)電磁波的吸收稱為核磁共振光譜核磁共振光譜(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy),H寫簡(jiǎn)稱NMR根據(jù)NMR圖上吸收峰的位置、強(qiáng)度和精細(xì)結(jié)構(gòu)可以研究分子的結(jié)構(gòu)11.1.1核磁共振基本原理原子核的磁性1、原子核的自旋原子核由質(zhì)子和中子組成,與核外電子一樣存在白旋。原子核繞軸白身作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生白旋角動(dòng)量P由量子力學(xué)計(jì)算,P的絕對(duì)值由核自旋量子數(shù)I決定。I是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。I=0,P0,無(wú)自旋,不能產(chǎn)生自旋角動(dòng)量,不會(huì)產(chǎn)生共振信號(hào)只有當(dāng)Ⅰ>0時(shí),才能發(fā)生共振吸收,產(chǎn)生共振信號(hào)。Ⅰ的取值質(zhì)量數(shù)(A)原子序數(shù)(Z)自旋量子數(shù)(I)奇數(shù)奇數(shù)或偶數(shù)半整數(shù)n+1/2,n=0,1,2奇數(shù)整數(shù)偶數(shù)偶數(shù)例如:A(1)A(12)A(14)NZ(1)Z(6)