C、10、8Si、si、s等原子核,它们的质量数和原子序数 均为偶数,自旋量子数=0。它们没有磁矩,不产生核磁 共振,因此,不能用于核磁共振研究。 H、C、N9F、Si、P等原子核,它们的质量数为奇 数,原子序数为奇数或偶数,自旋量子数=12,原子核 可看作电荷均匀分布的球体,能像陀螺一样自旋,自旋的 核具有循环的电荷,因而可产生磁场,形成磁矩,即μ0。 这类核适用于核磁共振研究。 自旋量子数>1的原子核,例如B(0=3/2),0 I=5/2),它们的质量数为奇数,原子序数为奇数或偶数: 又如:H(=1),N,B(I=1),它们的质量数为偶数, 原子序数为奇数,由于自旋核具有循环的电荷,能产生磁 场,形成磁矩,即μ0,由此都可适用于核磁共振研究。 (见表8一1)
、 、 、 、 等原子核,它们的质量数和原子序数 均为偶数,自旋量子数I=0。它们没有磁矩,不产生核磁 共振,因此,不能用于核磁共振研究。 、 、 、 、 、 等原子核,它们的质量数为奇 数,原子序数为奇数或偶数,自旋量子数I=1/2,原子核 可看作电荷均匀分布的球体,能像陀螺一样自旋,自旋的 核具有循环的电荷,因而可产生磁场,形成磁矩,即μ≠0。 这类核适用于核磁共振研究。 自旋量子数I>1的原子核,例如 (I=3/2), (I=5/2),它们的质量数为奇数,原子序数为奇数或偶数: 又如: (I=1), , (I=1),它们的质量数为偶数, 原子序数为奇数,由于自旋核具有循环的电荷,能产生磁 场,形成磁矩,即μ≠0,由此都可适用于核磁共振研究。 (见表8—1)。 12 6 C 16 8 O 28 14Si 30 14Si 30 16S 1 1 H 13 6 C 15 7 N 19 9 F 29 14Si 31 15P 11 5 B 17 8 O 2 1 H 10 5 B 14 7 N
表8-1原子的自旋量子数 原子质量数 原子序数 自旋量子数(1) 实 例 俩 绸 1=0 18C,t0,Si,18Si,8S。 H,C,N,R,P=。 奇 奇或偶 偶 奇 I=1 B(1=,0=,H1=10. N(I-1),gV(I=6)
以上所列原子核,多可供核磁共振研究,其中以H最 容易测出,因此,目前农药分析中最常用的是H一NMR 的测定也是本章的重点。其次,用的较多的是3C、31P和 19F。虽然13C的天然丰度很小,只有1.069%(1H为 99.9844%,19F为100%,31P为100%)。且其信号灵敏度 只有质子的1/63,较难测定。但近年来,由于仪器和操 作技术的改进,测定3CNMR谱在结构测定中已占十分重 要的地位。 在磁场中,各种核所产生的磁矩有一定的取向,由磁 量子数()决定,而磁量子数m由核的自旋量子数决定, 即: m=1,0-1),(0-2),.,-1由此,共有(21+1)个m 值。H,13C等核,其|=1/2,则只可能有两种取向,即 m=+1/2, 表示核磁矩顺着H0方向(个) m=-1/2, 表示核磁矩逆着H0方向()
以上所列原子核,多可供核磁共振研究,其中以1H最 容易测出,因此,目前农药分析中最常用的是1H—NMR 的测定也是本章的重点。其次,用的较多的是13C、 31P和 19F。虽然13C的天然丰度很小,只有1.069%( 1H为 99.9844%,19F为100%,31P为100%)。且其信号灵敏度 只有质子的1/63,较难测定。但近年来,由于仪器和操 作技术的改进,测定13C NMR谱在结构测定中已占十分重 要的地位。 在磁场中,各种核所产生的磁矩有一定的取向,由磁 量子数(m)决定,而磁量子数m由核的自旋量子数决定, 即: m=I,(I-1),(I-2),.,-I由此,共有(2I+1)个m 值。1H, 13C等核,其I=1/2,则只可能有两种取向,即 m=+1/2, 表示核磁矩顺着H0方向(↑) m=-1/2, 表示核磁矩逆着H0方向(↓)
质子磁矩的两种取向相当于两个能态。磁矩 方向与磁场相同(顺H方向)的,质子能态低,不 相同(逆H方向)的,质子能态高。 若以射频场照射磁场中的质子,当射频场的 能态与两个能态的能量差相等时,处于低能态的 质子就可吸收射频场的能量跃迁到高能态。这就 是核磁共振,上述两个能态间的能量差可以下式 表示: △E=hw 式中:普朗克常数h=(6.626176±0.000036)×10-34Js V一共振频率
质子磁矩的两种取向相当于两个能态。磁矩 方向与磁场相同(顺H0方向)的,质子能态低,不 相同(逆H0方向)的,质子能态高。 若以射频场照射磁场中的质子,当射频场的 能态与两个能态的能量差相等时,处于低能态的 质子就可吸收射频场的能量跃迁到高能态。这就 是核磁共振,上述两个能态间的能量差可以下式 表示: 式中:普朗克常数h=(6.626176±0.000036)×10-34 J·s v—共振频率。 E hv =