大, △E越大
B0外加磁场
无磁场 m= -1/2 E2= B0 △E=2 B0 m= +1/2
E1= -B0
(一)、核磁共振
由于磁场的作用,原子核一方面绕轴自
旋,另一方面自旋轴又围绕着磁场方向进动。
拉莫尔进动有一定的回旋频率 ,当发 生核磁共振时,自旋核的跃迁能量(E= 2B0 ) 必然等于射频辐射能量(E=h) ,则 h =ΔE
(2)不同原子核,磁旋比 不同,产生共振的条件不同,需要的磁场强度B0和 射频频率不同。
(二)、核自旋能级分布和驰豫
一定温度下,原子核处于低能级与高能级上 的核数目达到热平衡,且满足玻尔兹曼分布:
Ni kT e e N0 E
h kT
e
hB 0 2kT
式中,Ni和N0分别为处于高能集合处于低能级上 的核总数;ΔE为两能级之间的能量差;k为玻尔 兹曼常量;T为 热力学温度。
NMR是结构分析的重要工具之一,在化学、 生物、医学、临床等研究工作中得到了广泛 的应用。
核磁共振与紫外、红外比较
共同点都是吸收光
紫外—可见
红外
核磁共振
吸收 能量
紫外可见光 200~780nm
红外光 780nm~1000m
无线电波1~100m 波长最长,能量最 小,不能发生电子 振动转动能级跃迁
自旋-自旋弛豫: 处于高能态的核自旋体系将能 量传递给邻近低能态同类磁性核而回到低能态的 过程,称为自旋-自旋弛豫,自旋体系的总能量没 有改变。 自旋-自旋弛豫时间用t2表示。
二、核磁共振现象
(一)核自旋能级 把自旋核放在场强为B0的磁场中,由于磁矩 与磁场相 互作用,核磁矩相对外加磁场有不同的取向,共有2I+1个,各 取向可用磁量子数m表示 m=I, I-1, I-2, ……-I 每种取向各对应一定能量状态 I=1/2的氢核只有两种取向 I=1的核在B0中有三种取向