波譜學(xué)核磁部分(本科)【精品(存儲(chǔ)版)
【正文】 原子序數(shù)（ Z ） 自旋量子（ I ） 例子 奇數(shù) 奇或偶 ??25,23,21 ,2111 HI ? 715919613 , NFC 8171735511 ,25,23OIClBI ?? 偶數(shù) 偶數(shù) 0 1632816612 , SOC 偶數(shù) 奇數(shù) 1 ， 2 ， 3 ?? 51071412 ,3,1 BINHI ?? 討論 : (1) I=0 的原子核 16 O； 12 C； 22 S等 ，無自旋，沒有磁矩，不產(chǎn)生共振吸收 (2) I =1 的原子核能產(chǎn)生共振吸收 I=1 ： 2H， 14N I=3/2： 11B， 35Cl， 79Br， 81Br I=5/2： 17O， 127I 這類原子核的核電荷分布可看作一個(gè)橢圓體，電荷分布不均勻 ，共振吸收復(fù)雜，研究應(yīng)用較少； (3)Ｉ ＝ 1/2的原子核 能產(chǎn)生共振吸收 1H， 13C， 19F， 31P 原子核可看作核電荷 均勻 分布的球體，并象陀螺一樣自旋，有磁矩產(chǎn)生，是核磁共振研究的主要對(duì)象， C， H也是有機(jī)化合物的主要組成元素。當(dāng)輻射能恰好等于躍遷所需要能量時(shí)，即： E輻 = hν = △ E＝ 2?H0 就會(huì)發(fā)生這種自旋取向的變化，也即是質(zhì)子吸收能量從 低能態(tài) 躍遷到較高能態(tài) 而產(chǎn)生信號(hào)，反映到圖譜上即 核磁共振 。它可以在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)連續(xù)的精確的改變。 C 通常用 H譜。 實(shí)驗(yàn)證明： 在 相同 的頻率 照射下 ， 化學(xué)環(huán)境不同的質(zhì)子 將在不同的 磁場(chǎng)強(qiáng)度處出現(xiàn)吸 收峰 。 化學(xué)位移的差別約為百萬分之十，精確測(cè)量十分困難，現(xiàn)采用相對(duì)數(shù)值。 ∴ 峰最高。非 常 小 ， 只 有外 加 磁 場(chǎng) 的 百 萬 分 之 幾 ，為 方 便 起 見 ， 故 1 0 6零點(diǎn) 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ? TMS 低場(chǎng) 高場(chǎng) 為什么選用 TMS(四甲基硅烷 )作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) ? (1)找一個(gè)受屏蔽效應(yīng)最大的化合物，即找一個(gè)最高場(chǎng)的化合物做標(biāo)準(zhǔn) 。 同理， 羰基碳上的 H質(zhì)子 與烯烴雙鍵碳上的 H質(zhì)子相 似，也是 處于去屏蔽區(qū)， 存在去屏蔽效應(yīng)，但因氧原子 電負(fù)性的影響較大，所以，羰基碳上的 H質(zhì)子的 共振信號(hào) 出現(xiàn)在更低的磁場(chǎng)區(qū)， 其 δ =～ 10。 有幾種不同類型的 H核，就有幾組吸收峰。相 當(dāng) 于 增 加 兩 個(gè) 方 向 相 反 的 小 磁 場(chǎng) ， 它們 對(duì) 的 影 響 相 互 抵 消 ，H aH 0 處 出 現(xiàn) 。 如 CH3— CH3只 有一個(gè)單峰。 167。 值得注意的是： 自旋偶合與相互作用的兩個(gè) H核的相對(duì)位置有關(guān)， 當(dāng)相隔單鍵數(shù) ≤ 3時(shí)，可以發(fā)生自旋偶合， 相隔三個(gè) 以上單鍵， J 值趨于 0，即不發(fā)生偶合。 H01 / 2 + 1 / 2 = 11 / 2 + ( 1 / 2 ) = 0( 1 / 2 ) + 1 / 2 = 0( 1 / 2 ) + ( 1 / 2 ) = 1其 方 向 與 外 加 磁 場(chǎng) 方 向 一 致 ， 相 當(dāng) 于H 0在 H a 周 圍 增 加 了 兩 個(gè) 小 磁 場(chǎng) 。 峰面積之比 = 質(zhì)子數(shù)目之比 現(xiàn)在儀器能夠?qū)Ψ迕娣e進(jìn)行自動(dòng)積分，得到的數(shù)值用階梯式積分曲線高度來表示。 (3)容易回收（ ），與樣品不締合。 化學(xué)位移 不同可用來鑒別或測(cè)定 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。 ∵ Si—C 電負(fù)性不同 CH3 ↑ CH3← Si→ CH3 ↓ CH3 C的吸電子性強(qiáng)，電子密度大， CH3中的三個(gè) H電子密度也最大。 顯然， 核外電子云密度越大， 屏蔽效應(yīng) 越強(qiáng)， 要發(fā)生共振吸收就勢(shì)必增加外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，共振信號(hào)將移向 高場(chǎng)區(qū) ；反之共振信號(hào)將移向 低場(chǎng)區(qū) 。 超導(dǎo)核磁共振波譜儀： 200400HMz；可 高達(dá) 600700HMz； 化學(xué)位移 化學(xué)位移的由來 —— 屏蔽效應(yīng) 化學(xué)位移是由核外電子的屏蔽效應(yīng)引起的。 簡(jiǎn)單說明： A 電磁輻射頻率 ν越大，分開率越高，越準(zhǔn)確。 ）（ ?????? ??? 122 00 HH167。 24’ 和 125 176。其 自旋情況可用自旋量子數(shù) I來描述 （ I＝ 0、 1/ 1…… ） I = 0， 無自旋，不能產(chǎn)生磁矩，不會(huì)產(chǎn)生共振信號(hào) (質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)為偶的 ）。 13C核磁共振譜（ 13CNMR） —— 利用碳同位素 13C 來測(cè)定分子中有 多少不同的碳原 子以及對(duì)稱性的 判斷。 這幾次諾貝爾獎(jiǎng)的授予，充分地說明了核磁共振的重要性。第四章 核磁共振波譜法 Nuclear Magic Resonance spect
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