讨论: 旋进轨道 (1)=0 的原子核:160;12C;22S等 无自旋,没有磁矩,不产生共振吸收 启旋的质子 (2)I=1或I>1的原子核: I=1:2H,14N I=3/2: 11B,35Cl,79Br, 81Br I=5/2:170,1271 这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分 布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少。 3)/=1/2的原子核: H,3C,19F,31P 原子核可看作核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,C,H 也是有机化合物的主要组成元素
讨论: (1) I=0 的原子核: 16 O; 12 C; 22 S等 , 无自旋,没有磁矩,不产生共振吸收 (2) I=1 或 I >1的原子核: I = 1 :2H, 14N I = 3/2: 11B, 35Cl, 79Br, 81Br I = 5/2:17O, 127I 这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分 布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少。 (3)I=1/2的原子核: 1H, 13C, 19F, 31P 原子核可看作核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,C,H 也是有机化合物的主要组成元素
2、核磁共振现象 自旋量子数=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。 当置于外磁场B中时,相对于外磁 场,有2I+1)种取向: N 氢核1/2),两种取向(两个能级): N S N (①)与外磁场平行,能量低,磁量子数 m=+1/2; (2)与外磁场相反,能量高,磁量子数 m=-1/2
2、核磁共振现象 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。 当置于外磁场B0中时,相对于外磁 场,有(2I+1)种取向: 氢核(I=1/2),两种取向(两个能级): (1)与外磁场平行,能量低,磁量子数 m=+1/2; (2)与外磁场相反,能量高,磁量子数 m =-1/2
其实,两种取向不完全与外磁场平行或相反, 0=54°24’和125°36’。 这样,在外磁场下,核自旋产生的磁 场与外磁场发生相互作用,产生进动 拉莫进动): 旋进轨道、 进动频率Vo; 角速度0。 一目旋始 00=2元%=YB0 启被的质子 Y磁旋比;B外磁场强度。 两种进动取向不同的氢核产生能 级裂分,能级差为△E
其实,两种取向不完全与外磁场平行或相反, =54°24’ 和 125 °36’。 这样,在外磁场下,核自旋产生的磁 场与外磁场发生相互作用,产生进动 (拉莫进动): 进动频率 0; 角速度0。 0 = 2 0 = B0 磁旋比; B0外磁场强度。 两种进动取向不同的氢核产生能 级裂分,能级差为E
B,外加磁场 m=-1/2E2=uB0 无磁场 △E=2μB m=+1/2E1=一μBo ▣△E=E2-E1=B0-(-Bo)=2μB0 ·△E与核磁矩及外磁场强度成正比,B,越大, 能级分裂越大,△E越大
◼ △E=E2-E1= B0 -(-B0 ) = 2 B0 ◼ △E与核磁矩及外磁场强度成正比, B0越大, 能级分裂越大,△E越大 无磁场 B0外加磁场 E1= -B0 E2= B0 △E=2 B0 m= -1/2 m= +1/2
核磁共振条件 在外磁场中,原子核能级产 Ho 生裂分,由低能级向高能级跃 迁,需要吸收能量。由射频振 射频场 荡线圈产生电磁波供给。 射频振荡线圈 对于氢核,能级差:△E=2μB, (μ磁矩) 产生共振需吸收的能量:△E=2uBo=hVo Vo=光子频率=进动频率 由拉莫进动方程:O=2π%=YB, 共振条件:%三yB,/(2元)
核磁共振条件 在外磁场中,原子核能级产 生裂分,由低能级向高能级跃 迁,需要吸收能量。由射频振 荡线圈产生电磁波供给。 对于氢核,能级差:E= 2B0 (磁矩) 产生共振需吸收的能量:E= 2 B0 = h 0 0 = 光子频率= 进动频率 由拉莫进动方程:0 = 2 0 = B0 ; 共振条件:0 = B0 / (2 )