第十二章 核磁共振波谱法（课件）- 《分析化学》第一课时同步教学（人卫版第9版）

（NMR） 第十二章 核磁共振波谱法 1. 核磁共振 在外加磁场中,具有自旋的原子核发生核自旋能级分裂，当吸收适当的电磁辐射（无线电波）后，核自旋能级发生跃迁。 2. 核磁共振波谱 以核磁共振信号强度对照射频率(化学位移)作图。 3. 核磁共振波谱法 第一节 概述 4. NMR与IR、UV光谱的主要区别 照射的电磁辐射频率不同，引起的跃迁类型不同 NMR 核自旋能级跃迁（无线电波，0.6 ~ 30m） 相同点 都属于分子吸收光谱。 不同点 （1）高场强的核磁共振波谱仪的出现，使NMR的测定 灵敏度不断增大 30 M  60 M  90 M  900 M （2） 13C、 15N 和 19F 的测定成为可能 （3） NMR新方法和新技术（2D-NMR）使其在化 学、医药 、生物化学等领域广泛使用； （4）超导NMR仪与计算机技术结合，复杂图谱简单化 5. NMR的发展 6.NMR法的应用 （2）物理化学中研究氢键或反应速率常数等； （1）测定有机化合物结构； （3）药理、生化方面 药理鉴别正常/癌组织，药物与受体作用； 生化生物大分子、酶结构的测定。 7. 1H-NMR和13C-NMR能够给出的结构信息 1H-NMR谱给出的结构信息 2）氢分布情况 １）质子类型及所处的化学环境 －CH3、－CH2－、－CH－、 ＝CH2、≡CH、Ar－H、CHO、－OH… 3）核间的关系 缺点 1）无H的结构无法给出信号； 2）对于长链的烷烃，H谱谱线多重叠。 13C-NMR谱给出的结构信息 C的数目与13C谱的峰面积不成比例 2）碳的类型 1）含碳的个数 3）区分伯、仲、叔、季碳 原子核：质子和中子组成的带正电荷的粒子。 1. 自旋与自旋分类 原子核自旋运动用自旋量子数（I）描述。 I 与原子核的质量数和电荷数（原子序数）有关。 一、原子核的自旋 第二节 NMR法基本原理 I≠0 核具有磁矩 不同原子核I不同 结论 Ｉ＝1/2的原子核： 1H1，13C6， 19F9，31P15 ,15N7 原子核可看作电荷均匀分布的球体，并像陀螺一样自旋，有磁矩产生，是核磁共振研究的主要对象。 2. 核磁矩 磁矩方向：服从右手螺旋法则 1H= 2.67519  108 T-1s-1 13C= 6.72615  107 T-1s-1 3. 核自旋取向 在有外加磁场时，核磁矩取向不是任意的（空间量子化） 有 2 I + 1个取向 能级分！ 自旋量子数 I=1/2的原子核（氢核），可当作电荷均匀分布的球体，绕自旋轴转动时，产生磁场，类似一个小磁铁。 　 (1)ｍ＝＋1/2 顺磁场，能量低 (2)ｍ＝－1/2 逆磁场，能量高 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ４.能级分裂 在外加磁场中，核磁矩发生能级分裂 能级Ｅ＝ -mZ  H0 H0越大，E越大。 两种取向不完全与外磁场平行， ＝54°24’ 和 125 °36’  、 H0均与进动频率成正比 二、原子核的共振吸收 1. 原子核的进动 自旋、又绕外磁场回旋轴运动——进动 Larmor方程描述进动频率与场强关系： 2. 共振吸收的条件 2）m=±1，跃迁发生在相邻能级间 1.什么叫饱和？ 2.什么叫弛豫？ 3.由Boltzman 方程，如何提高信号灵敏度？ 三、自旋弛豫 在H0作用下，低能态核数（n+）与高能态核数目（n-）之比服从Boltzmann 定律： H0=1.4092 T，T=300K时，1H的共振频率与分配比 饱和 低能态的核等于高能态的核。 低能态核比高能态多十万分之一 随着滴定进行，n+=n- 1. 什么叫饱和？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $$