第7章-核磁共振波普分析法.pdf

第7章 核磁共振波谱分析法 1 内 容 1. NMR的 基本原理 2. NMR仪器及组成 3. 化学位移和NMR图谱 4. 自旋偶合与自旋分裂 5. NMR谱图解析 2 概述 一、什么是NMR NMR的研究对象磁性核与电磁波的相互作用 磁性核：109种元素所有的核均带电荷，有些核具有角动量， 即其电荷可以绕 自旋轴 自转(似带电的陀螺) 磁棒在磁场中 磁性核在磁场中 3 图2: (1)无外加磁场时，磁性核的能量相等。 (2)放入磁场中，有与磁场平行 （低能量）和反平行 （高能量）两种，出现能量差E h。 4 用能量等于E的电磁波照射 N N 磁场中的磁性核，则低能级 上的某些核会被激发到高能 S N 级上去(或核 自旋由与磁场平 N S 行方向转为反平行) ，同时高 能级上的某些核会放出能量 S S 返回低能级，产生能级间的 能量转移，此即共振。 NMR利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时 产生的能级分裂与共振现象。 5 §1. NMR 基本原理 n 在强磁场的作用下,一些具有磁性的原子核,其能量可以裂 分为2个或2个以上的能级。 n 如果此时外加一个能量,使其恰等于裂分后相邻2个能级 之差,则该原子核就可能吸收能量 (称为共振吸收),从低能态 跃迁至高能态。 n所吸收能量的频率范围为0.1～100MHz的无线电波。 射频辐射—原子核(强磁场下能级分裂)—吸收─能级跃迁─NMR 6 用途： 测定有机化合物的结构。 1H-NMR──氢原子的位置、环境以及官能团和C骨架上的H原 子相对数 目。 与UV-Vis和红外光谱法类似，NMR也属于吸收光谱，只是研 究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。 7 1.1 原子核自旋 nuclear 原子核为带正电粒子，原子核的自旋产生小磁 场，以核磁矩μ表征，这样的核叫做磁性原子核。 类似电流线圈 产生磁场 右手定则 8 原子