n第十讲--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,质子(夸克和胶子)+中子 原子核自旋量子数I （复合粒子自旋)：核子自旋角动量和轨道角动量总和 I ：0 自旋：基本粒子的内秉性质，内秉角动量或内秉角动量量子数的简称 运算规则类似于经典力学的角动量，并因此产生一个磁场。 磁矩（表征

4、磁性）：=P :旋磁比 自旋磁量子数mI = -I, -I+1, I (2I+1个),原子核的一些基本属性,核处于各激发态时，由于核子轨道运动状态不同，因而有不同的核自旋。各激发态的核自旋是核能级的标记之一,玻色子 遵从玻色-爱因斯坦分布；,费米子，遵从费米-狄拉克分布 和泡利不相容原理,mI : 2I+1 mI= 0, 1,第九讲 p20,(2) I1/2的原子核 1H，13C，19F，31P 核电荷均匀分布的球体，有磁矩，是NMR研究的主要对象,(1) I = 0: 无自旋，无磁矩，无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 核电荷分布可看作一个椭球体，电荷分布不均匀，共振吸收复杂，研究应用较少；,无外磁场,热平衡状态下 物质中核磁矩空间分布,Pz=mz(h/2),z轴 投影,I1/2, mz= -1/2, +1/2 能级简并,外加稳恒磁场(H0)B0后,mz= -1/2, +1/2 能级解除简并,塞曼效应 Zeeman splitting,I=1/2, mz= -1/2,1/2 E=(h/2) B0,能级量子化,E,与外磁场相互作用能 E= -zB0=mz(h/2）,用一个能量恰好等于E的电磁波照射，该核就能吸收此频率的电磁波，发生能级跃迁，产生共振吸收。,E,E=(h/2) B0,外径5mm玻璃管 旋转,NMR谱仪构造简图,被测样品混合一定浓度四甲 基硅烷(TMS，结构对称，为 单峰，化学惰性，沸点27 易回收)溶于一定溶剂,NMR谱主要信息,此时，产生共 振吸收的频率 偏离v0，不同的 化学环境，不 同偏离度,1950 年W .G.Proctor, Y. C. Yu:NH4NO3的14N NMR 两条谱线,NMR 1H氢谱,NMR 14N谱,谱峰位置：化学位移