2.6.2核磁共振谱的基本原理 never forget how to aream p-r h 1=0、1/2、1. P:自旋角动量；Y:磁旋比；：磁矩；：自旋量子数；h:普朗克 常数， I=0,无自旋，不能产生磁矩，不会产生共振信号 (质量数和原子序数为偶数)。 只有当！>0时，才能发生共振吸收，产生共振信号。 16
16 I = 0， 无自旋，不能产生磁矩，不会产生共振信号 (质量数和原子序数为偶数）。 只有当 I ＞ 0时，才能发生共振吸收，产生共振信号。 ( ) = + = 2 1 h P I I P：自旋角动量；：磁旋比；：磁矩；I： 自旋量子数；h: 普朗克 常数， I＝0、1/2、1…… 2.6.2 核磁共振谱的基本原理
.6.2核磁共振谱的基本原理 never forget how to dream 自旋量子数与原子质量数和原子序数的关系 质量数(a) 原子序数(Z) 自旋量子(I) 例子 奇数 奇或偶 135 222… 1-H.5% 偶数 偶数 0 12C6,160g,2S16 偶数 奇数 1,2,3… 1=1,2H,14N2,1=3,0B, 实验证明：只有原子质量数为奇数的原子核自旋才具 有磁矩。如：1H、13C、15N、170、19F等。 17
17 质量数（a） 原子序数（Z）自旋量子（I） 例子 奇数 奇或偶 2 5 , 2 3 , 2 1 , , 2 1 1 1 I = H 7 15 9 19 6 13C , F , N 8 17 17 35 5 11 , 2 5 , , , 2 3 I = B Cl I = O 偶数 偶数 0 16 32 8 16 6 12C , O , S 偶数 奇数 1，2，3…… 5 10 7 14 1 2 I =1, H , N ,I = 3, B 实验证明：只有原子质量数为奇数的原子核自旋才具 有磁矩。如：1H、 13C、 15N、 17O、 19F 等。 2.6.2 核磁共振谱的基本原理 自旋量子数与原子质量数和原子序数的关系
2.6.2核础共振清的基本原理 never forget how to dream (1)=0的原子核 160；12C;22S等， 非自旋球体 无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收。 (2)>12的原子核，自旋椭球体 I=1:2H,14N I=3/2:11B,35Cl,79Br,81Br 1=5/2:170,1271 电荷分布不均匀，共振吸收复杂，研究应用较少。 (3)I=112的原子核 1H,13C,19F,31P,自旋球体 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。是核磁共振研究的主要对象 18
18 (1) I=0 的原子核 16 O； 12 C； 22 S等 ，非自旋球体 无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收。 (2) I>1/2的原子核，自旋椭球体 I=1 ：2H， 14N I=3/2：11B， 35Cl， 79Br， 81Br I=5/2：17O， 127I 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，自旋球体 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。是核磁共振研究的主要对象 2.6.2 核磁共振谱的基本原理
2.6.2核磁共振请的基本原理 neve 2.核磁共振现象 旋进轨道 原子核带有正电荷，自旋会产生磁矩， 自旋轴 在没有外磁场时自旋磁矩取向是混乱的。 自旋的质子 磁矩与外磁场平行，能量低，磁量子数m=+1/2; 与外磁场反平行，能量高，磁量子数m=一112 (a) Bo 2007 Thomson Higher Education Figure (a)Nuclear spins are oriented randomly in the absence of an external magnetic field but(b)have a specific orientation in the presence of an external field,B0.Some of the spins(red)are aligned parallel to the external field while others(blue)are antiparallel. 1 The parallel spin state is slightly lower in energy and therefore favored
19 2. 核磁共振现象 原子核带有正电荷，自旋会产生磁矩， 在没有外磁场时自旋磁矩取向是混乱的。 Figure : (a) Nuclear spins are oriented randomly in the absence of an external magnetic field but (b) have a specific orientation in the presence of an external field, B0. Some of the spins (red) are aligned parallel to the external field while others (blue) are antiparallel. The parallel spin state is slightly lower in energy and therefore favored 磁矩与外磁场平行，能量低，磁量子数ｍ＝＋1/2; 与外磁场反平行，能量高，磁量子数ｍ＝－1/2 2.6.2 核磁共振谱的基本原理
2.6.2核础共振请的基本原理 never forget how to dream (c) (b) A6Jau3 (a) △E=hu △E=hv Bo Bo Strength of applied field,Bo 2007 Thomson Higher Education 两种取向不同的氢核之间有能级差：△E=hv=2μB。（u磁矩， B,磁场强度)，则： △E 1 U= 20
20 两种取向不同的氢核之间有能级差：E= h = 2B0 （磁矩， B0磁场强度），则： 0 2 1 B h E = = 2.6.2 核磁共振谱的基本原理