14核磁共振波谱法
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1、解释下列名词(1)屏蔽效应和去屏蔽效应屏蔽效应:绕核电子在外加磁场的诱导下,产生与外加磁场方向相反的感应磁场,使原子核实受磁场强度稍有降低,这种核外电子及其他因素对抗外加磁场的现象称为~。
去屏蔽效应:当次级磁场的磁力线与外磁场一致时,使得处于此空间的质子实受外磁场强度增加,这种效应为~。
(不定)(2)自旋偶合和自旋分裂自旋偶合是核自旋产生的核磁矩间的相互干扰,又称为自旋-自旋偶合。
自旋分裂是由自旋偶合引起共振峰分裂的现象,又称为自旋-自旋分裂。
(3)化学位移和偶合常数由于屏蔽效应的存在,不同化学环境的氢核的共振频率(进动频率,吸收频率)不同,这种现象称为化学位移。
当自旋体系存在自旋-自旋偶合时,核磁共振谱线发生分裂。
由分裂所产生的裂距反映了相互偶合作用的强弱,称为偶合常数。
(4)化学等价核和磁等价核在核磁共振谱中,有相同化学环境的核具有相同的化学位移,这种有相同化学位移的核称为化学等价。
分子中一组化学等价核(化学位移相同)与分子中的其他任何一个核都有相同强弱的偶合,则这组核为磁等价核。
2、略3、为什么强照射波照射样品,会使NMR信号消失,而UV与IR吸收光谱法则不消失?4、为什么用δ值表示峰位,而不用共振频率的绝对值表示?为什么核的共振频率与仪器的磁场强度有关,而偶合常数与磁场强度无关?由于屏蔽常数很小,不同化学环境的氢核的共振频率相差很小,要精确测量其绝对值较困难,并且屏蔽作用引起的化学位移的大小与外磁场强度成正比,在磁场强度不同的仪器中测量的数据也不同,因此,用共振频率的相差值来表示化学位移,符合为δ。
有两种表达P286。
因为核磁矩在外磁场中产生能级分裂,高能级与低能级的能量差随着外磁场强度的增大而增大,跃迁时所吸收的能量增大。
根据ν=γ·Ho/2π可知,核磁共振频率与外磁场强度成正比。
由于原子核间的自旋偶合起源于磁核间的干扰,是通过成键电子传递的,所以偶合常数的大小只与偶合核间距离、角度、电子云密度有关,与外磁场强度无关。
核磁共振波谱法基本原理核磁共振波谱法(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)是一种利用核磁共振现象进行分析的方法。
核磁共振是基于原子核的特定性质,在外加磁场作用下,原子核能够吸收具有特定频率的电磁波并发生共振现象的现象。
该方法通过检测不同原子核的共振信号来获取样品的结构和组成信息。
核磁共振波谱法基于原子核中的自旋(Spin)性质。
自旋是描述原子核内部的一种性质,可以与外加磁场相互作用。
在没有外加磁场作用下,原子核的自旋朝向是随机的。
然而,当样品置于强磁场中时,原子核的自旋会排列在不同能级上。
这些能级之间存在能量差,当这些能级之间的能量差等于外加电磁波的能量时,原子核就会发生共振吸收。
核磁共振波谱仪的基本构造包括磁场系统、射频系统、探测系统和计算机系统。
磁场系统用来产生强磁场,常见强磁场有永磁磁体、超导磁体等。
射频系统则用来产生特定频率的电磁波,以激发样品中的原子核共振吸收。
探测系统用来接收样品发出的信号,并将其转化为电信号,进一步处理和分析。
计算机系统则用来进行数据处理和结果分析。
在进行核磁共振波谱实验时,首先将样品放置于磁场中,样品中的原子核会受到磁场的作用,并分裂为不同能级。
接下来,通过调节射频系统产生特定频率的电磁波,激发样品中的原子核发生共振吸收。
这时,探测系统会接收样品发出的共振信号,并将其转化为电信号。
最后,计算机系统会对接收到的信号进行数学处理,生成核磁共振波谱图。
核磁共振波谱图是核磁共振波谱法的主要结果,可以提供关于样品的结构和组成的信息。
波谱图中的共振信号对应于不同原子核的吸收峰,其化学位移(Chemical Shift)可以帮助确定样品中的不同官能团或基团。
同时,共振信号的相对积分面积可以提供定量分析所需的信息。
总体而言,核磁共振波谱法通过利用原子核在磁场中的共振吸收现象,能够提供丰富的结构和组成信息。
它在有机化学、无机化学、生物化学等领域有着广泛的应用,成为了一种重要的分析手段。