n第十講--核磁共振(NMR).ppt

1、,Felix Bloch, USA and Edward M. Purcell, USA The Nobel Prize in Physics 1952, for their discovery of new methods for nuclear magnetic precision measurements and discoveries in connection therewith Richard R. Ernst, Switzerland The Nobel Prize in Chemistry 1991, for his contributions to the developme

2、nt of the methodology of high resolution nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy Kurt Wuthrich, Switzerland The Nobel Prize in Chemistry 2002, for his development of nuclear magnetic resonance spectroscopy for determining the three-dimensional structure of biological macromolecules in solution

3、 Paul C. Lauterbur, USA and Peter Mansfield, United Kingdom The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003, for their discoveries concerning magnetic resonance imaging “,核磁共振(NMR),I 0,質(zhì)子(夸克和膠子)+中子 原子核自旋量子數(shù)I （復(fù)合粒子自旋)：核子自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量總和 I ：0 自旋：基本粒子的內(nèi)秉性質(zhì)，內(nèi)秉角動(dòng)量或內(nèi)秉角動(dòng)量量子數(shù)的簡稱 運(yùn)算規(guī)則類似于經(jīng)典力學(xué)的角動(dòng)量，并因此產(chǎn)生一個(gè)磁場。 磁矩（表征

4、磁性）：=P :旋磁比 自旋磁量子數(shù)mI = -I, -I+1, I (2I+1個(gè)),原子核的一些基本屬性,核處于各激發(fā)態(tài)時(shí)，由于核子軌道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，因而有不同的核自旋。各激發(fā)態(tài)的核自旋是核能級的標(biāo)記之一,玻色子 遵從玻色-愛因斯坦分布；,費(fèi)米子，遵從費(fèi)米-狄拉克分布 和泡利不相容原理,mI : 2I+1 mI= 0, 1,第九講 p20,(2) I1/2的原子核 1H，13C，19F，31P 核電荷均勻分布的球體，有磁矩，是NMR研究的主要對象,(1) I = 0: 無自旋，無磁矩，無NMR共振吸收 16O、12C、22S等,(3)I=1或I0 I=1: 2H,14N I=3/2: 11B

5、,35Cl,79Br,81Br I=5/2: 17O,127I 核電荷分布可看作一個(gè)橢球體，電荷分布不均勻，共振吸收復(fù)雜，研究應(yīng)用較少；,無外磁場,熱平衡狀態(tài)下 物質(zhì)中核磁矩空間分布,Pz=mz(h/2),z軸 投影,I1/2, mz= -1/2, +1/2 能級簡并,外加穩(wěn)恒磁場(H0)B0后,mz= -1/2, +1/2 能級解除簡并,塞曼效應(yīng) Zeeman splitting,I=1/2, mz= -1/2,1/2 E=(h/2) B0,能級量子化,E,與外磁場相互作用能 E= -zB0=mz(h/2）,用一個(gè)能量恰好等于E的電磁波照射，該核就能吸收此頻率的電磁波，發(fā)生能級躍遷，產(chǎn)生共振吸收。,E,E=(h/2) B0,外徑5mm玻璃管 旋轉(zhuǎn),NMR譜儀構(gòu)造簡圖,被測樣品混合一定濃度四甲 基硅烷(TMS，結(jié)構(gòu)對稱，為 單峰，化學(xué)惰性，沸點(diǎn)27 易回收)溶于一定溶劑,NMR譜主要信息,此時(shí)，產(chǎn)生共 振吸收的頻率 偏離v0，不同的 化學(xué)環(huán)境，不 同偏離度,1950 年W .G.Proctor, Y. C. Yu:NH4NO3的14N NMR 兩條譜線,NMR 1H氫譜,NMR 14N譜,譜峰位置：化學(xué)位移