河南农业大学：《仪器分析》课程教学资源（PPT课件）第九章 核磁共振波谱

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

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

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=h

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=h

用能量等于E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

用能量等于E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 S N S N S S N S N N 不 S 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

频率 强 度

频率 强 度

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）

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

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

第二节 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

第二节 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

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 ：  = P 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 ：  = P 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