《现代分析仪器技术》课程教学资源（PPT课件）第8章 核磁共振波谱法

图示：磁性核在外加磁场中的行为 磁場B。 刀在入 磁場 移寸上 Bo 图1：(1)无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。 (2)放入磁场中，核的磁角动量取向统一，与磁场 方向平行或反平行

图示：磁性核在外加磁场中的行为 图1: (1)无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。 (2)放入磁场中，核的磁角动量取向统一，与磁场 方向 平行或反平行

外部磁場套U 外部磁烤作作 磁場B。 图2： (1)无外加磁场时，磁性核的能量相等。 (2)放入磁场中，有与磁场平行（低能量）和反平行 (高能量)两种，出现能量差△E=hv

图2: (1)无外加磁场时，磁性核的能量相等。 (2)放入磁场中，有与磁场平行（低能量）和反平行 （高能量）两种，出现能量差 ΔE=h ν

用能量等于△E的电磁波照射 N N 磁场中的磁性核，则低能级 上的某些核会被激发到高能 级上去（或核自旋由与磁场平 行方向转为反平行)，同时高 能级上的某些核会放出能量 返回低能级，产生能级间的 能量转移，此即共振。 MR→利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时 产生的能级分裂与共振现象

用能量等于ΔE的电磁波照射 磁场中的磁性核，则低能级 上的某些核会被激发到高能 级上去(或核自旋由与磁场平 行方向转为反平行)，同时高 能级上的某些核会放出能量 返回低能级，产生能级间的 能量转移，此即共振。 NMR⇒利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时 产生的能级分裂与共振现象。 N S N S S N N S

电磁波与不同种类核的作用 N 不同频率

电磁波与不同种类核的作用 N S N S N S S N S N N 不 S 同 频 率

200180160140120100806040200 频率

频率 强 度

(二)NMR发展简史 ▣ 1924年Pau1iW.假设—特定的原子核具有自旋和 磁矩，放入磁场中会产生能级分裂 1952年Standford大学的Bloch和Harvard大学的Purcel1 独立证实了上述假设。获Nobel Prize 1953年，第一台NMR仪器→FT-NMR 1991年，Ernst对高分辨核磁共振方法发展（获Nobe1 Prize) ■ 2002年（生物大分子的核磁分析）

(二)NMR发展简史 ‡ 1924年Pauli W.假设 ⎯特定的原子核具有自旋和 磁矩，放入磁场中会产生能级分裂 ‡ 1952年Standford大学的Bloch和Harvard大学的Purcell 独立证实了上述假设。获Nobel Prize ‡ 1953年，第一台NMR仪器 ⇒FT-NMR ‡ 1991年，Ernst 对高分辨核磁共振方法发展（获Nobel Prize） ‡ 2002年 （生物大分子的核磁分析）

(三)设计NMR仪器的关键考虑 a) NMR产生的外因：外加磁场 b) NMR信号产生的内因：样品是否吸收，由核的种类决定 c) 样品的吸收频率苑围：无线电电磁波 d) NMR谱记录：吸收峰频率（化学位移）与峰强度的关系

(三)设计NMR仪器的关键考虑 a) NMR产生的外因：外加磁场 b) NMR信号产生的内因：样品是否吸收，由核的种类决定 c) 样品的吸收频率范围：无线电电磁波 d) NMR谱记录：吸收峰频率(化学位移）与峰强度的关系

二、核磁共振理论基础 核磁共振的产生 磁性核和非磁性核 磁矩也 自旋角动量与磁矩

二 、核磁共振理论基础 （一） 核磁共振的产生 1、 磁性核和非磁性核 自旋角动量与磁矩 磁矩 μ

原子核荷正电，当其绕轴旋转时产生 电流，周围形成磁场，使得原子核存在磁 距4。 磁距μ与自旋角动量P成正比，比例 常数为Y: u=yP γ称为磁旋比，是原子核的重要属性（见 下页图) 。 但是，不是所有的原子核都有磁性

原子核荷正电，当其绕轴旋转时产生 电流，周围形成磁场，使得原子核存在磁 距μ。 磁距μ与自旋角动量 P成正比，比例 常数为 γ ： μ = γ P γ称为磁旋比，是原子核的重要属性（ 见 下页图）。 但是，不是所有的原子核都有磁性