磁場中的原子ppt課件(參考版)
2025-05-04 23:05本頁面
【正文】 。 （不是不能做，而是不容易做） 2，化學(xué)移位效應(yīng) 按： ?EI,B ＝－ mI gI ?N B， ?EmI (裂距 ) ＝ gI B ?N ， 在 B值確定時，一種元素的核磁 共振吸收譜 [I?（ ?）：波譜 ]只應(yīng)該存在一個吸收峰！ 例如： 孤立 H核 的核磁共振吸收譜 乙醇中 H核 的核磁共振吸收譜 由于 核磁矩受周圍環(huán)境元素 的影響，乙醇中 H核的核磁共振 吸收譜有三個吸收峰！ 定義化學(xué)移位： ? ＝（ ?ri－ ?0） /?ri 三個吸收峰產(chǎn)生的 原因 ： 應(yīng)用： 由核磁共振的化學(xué)移位，可以判斷該元素的環(huán) 境條件（化學(xué)官能團(tuán)）。 受電子磁矩影響。 順磁共振的條件 : ?0＝ gJ ?BB/h可由： 核磁共振 1，基本原理 電子的總角動量 的原子（惰性氣體元素－電子 填滿支殼層，及分子的大部分）， 原子磁矩 在外磁場中 引起的能級分裂貢獻(xiàn)于 原子核的磁矩 : ?EmI (裂距 ) ＝ gI ?N B； ?N (核磁矩 )＝ ?B / 1836 例如 ： 54號元素 Xe (P213), 基態(tài) ： 1S0， J＝ 0， 對： 131Xe， I = 3 /2, gI = , mI = 3 /2 , 1/2, 1/2, 3/2 (分裂為 4個能級 ) ?EmI (裂距 ) = gI ?N B = ?N 在橫向加交變磁場（ B0cos?0t） , 當(dāng) : h?0＝ ?EmI ＝ gI ?N B ? ?0＝ gI ?N B /h時 ， 交變磁場能量被塞曼磁能級 共振吸收 . 如上現(xiàn)象稱為 原 子核的磁共振 － 核磁共振 .（ NMR, nuclear magic resonance） 由于 ?N ＝ ?B /1836， 核磁共振的頻率 ： ?0 ? 10 6 Hz（ 射頻 ）； 問題： J ? 0 的原子（分子）為什么不能做 NMR？ 對比： 電子順磁共振的頻率 ： ?0 ? 10 9 Hz （ 微波 ）； 塞曼效應(yīng)的頻率： ?0 ? 10 15 Hz（ 光頻 ）。 其中，對 的原子 , 如 2S1/ 2， 能級分裂由 電子的自旋 引起， 如上現(xiàn)象稱為 電子的自旋共振 （ ESR, electron spin resonance） 順磁共振的頻率 ?0 ? 10 9 Hz （ 微波 ） , 典型的順磁共振吸收曲線 見張延惠書， P222。 電偶極矩（ ）： 磁偶極矩（ ）： A: 在 弱外磁場中 ， 按角動量矢量模型 ： 例如 ：堿金屬原子的基態(tài) 2S1/2，對 I＝ 1/2 B: 在 強(qiáng)外磁場中 ， 按角動量矢量模型 ： 電子的順磁共振和自旋共振 電子的總角動量 的原子稱為 順磁原子 ， 在外磁場（ 弱場 ）中的 能級分裂 和 裂距 分別 滿足： ?EJ,B ＝ mJgJ?B B， ?EmJ (裂距 ) ＝ gJ ?BB； 如 1D2, J=2, mJ = 2,1,0,1,2 (在外場中分裂為 5個能級 ) 如圖，在橫向加交變磁場 B0cos?0t， 當(dāng) h?0=?EmJ =gJ ?BB ? ?0=gJ ?BB/h， 橫向變磁場能量被塞曼磁能級共振吸收。 躍遷選擇定則 n (無限制 )； ? l = ?1（線系）； ?S = 0（單重態(tài) ?單重態(tài)，多重態(tài) ?多重態(tài)）； ? J = ?1， 0（ J＝ 0? J＝ 0除外）； ? F = ?1， 0， ?mJ = ?1， 0 。 磁偶極 矩 躍遷的選擇定則 帶電體的輻射有 ： 電偶極矩（ ）；電四極矩（ ）； 磁偶極矩（ ）；磁四極矩。 按 電偶極躍遷選擇定則 ： ? l = ?1，磁能級間無躍遷！ 情況 2: 在外磁場中， 如果屬 強(qiáng)場 ，按角動量矢量模型 所以， 其中， Why? ?Ej,I, B ＝ mj gj ?B B ＋ a’ mjmI 所以 :
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