核磁共振波谱法 (6)课件.ppt

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1、第1页，此课件共37页哦第2页，此课件共37页哦第3页，此课件共37页哦第4页，此课件共37页哦第5页，此课件共37页哦的磁性核才产生磁矩。只有基本特征属性。为磁旋比，是原子核的具有磁矩子，自旋会产生磁场，由于原子核是带正电粒产生的量子化的角动量运动时原子核绕某个轴作自旋0I12P12PIIhIIh第6页，此课件共37页哦自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩I与原子的质量数A及原子序数Z有关1）质量数和原子序数均为偶数，I0。2）质量数为奇数，I为半整数倍。3）质量数为偶数，原子序数为奇数，I为整数。从而只有2）、3）两类原子核是核磁共振研究的对象。第7页，此课件共37页哦(1)1/2的原子核

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，并象陀螺一样自 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)I=1 或或 I 0的原子核的原子核 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；第8页，此课件共37页哦）个不同取向。磁矩有（从而在磁场中角动量核子数方向的量子数，即磁量是核自旋角动量在磁场分量场方向的量子化原子核自旋角动量在磁轴方向时且磁力线沿的恒磁场中，）放于磁感应强度为、磁

3、矩一核（具有角动量1I2.;),1(,2P,BP0mIIImhmzz第9页，此课件共37页哦H0m=1/2m=-1/2m=1m=-1m=0m=2m=1m=0m=-1m=-2I=1/2I=1I=2zzz38BEB2E,2121ICHB2BBE200131000详见图，（高磁强度？）量差均可表示为相邻两个能级之间的能两个能级。自旋有两种取向，对应，和对于能为磁矩与磁场的相互作用磁矩沿磁场方向的分量hmhmhmPzzzz第10页，此课件共37页哦 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H0中时，相对于外磁场，有（2I+

4、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1/2;(2)与外磁场相反，能量高，磁量子数1/2;第11页，此课件共37页哦0101221BBhhm；第12页，此课件共37页哦弛豫弛豫(relaxtion)高能态的核以非辐射的方式回到低能态。高能态的核以非辐射的方式回到低能态。饱和饱和(saturated)低能态的核等于高能态的核。低能态的核等于高能态的核。跃迁而产生。些稍微过量的低能态核核磁共振信号就是靠这则，温度设外磁场感应强度稍多一点与处于高能级的核数处于低能级的核数0000096.1NNK300T4092.1BNN2HL0HL0kThBkTE

5、ee第13页，此课件共37页哦第14页，此课件共37页哦21BB1B21BBBBBB01001000；取决于核外电子密度。为屏蔽常数，感应磁场强度有效第15页，此课件共37页哦第16页，此课件共37页哦位移通常很小，难以准确测定绝对值。相对标准：四甲基硅烷Si(CH3)4（TMS）（内标）以其峰位为谱图坐标原点，测定试样和标准物质的共振频率差。6606101010标准标准试样标准标准试样引入化学位移消除磁场强度变化，BBB第17页，此课件共37页哦 与裸露的氢核相比，TMS的化学位移最大，但规定 TMS=0，其他种类氢核的位移为负值，负号不加。小，屏蔽强，共振需要的磁场强度大，在高场出现，图右

6、侧；大，屏蔽弱，共振需要的磁场强度小，在低场出现，图左侧；为什么用为什么用TMS作为基准作为基准?a.12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；b.屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；c.化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。第18页，此课件共37页哦第19页，此课件共37页哦 每类核磁共振峰不总表现为单峰，有时多重峰。原因：核磁矩之间的相互作用，称为自旋-自旋耦合作用第20页，此课件共37页哦多重峰的峰间距：偶合常数（J），用来衡量偶合作用的大小，取决于所涉及到的两个核的性质及相隔键的数目，因耦合作用一般是通过成键电子对传递的，范围一般不超过三个键。第21页，此课件共

7、37页哦第22页，此课件共37页哦 峰裂分数：n+1 规律；相邻碳原子上的质子数；系数符合二项式的展开式系数；峰面积与同类质子数成正比，仅能确定各类质子之间的相对比例。第23页，此课件共37页哦第24页，此课件共37页哦第25页，此课件共37页哦第26页，此课件共37页哦C CH3HC CH HH1:11:3:3:11:11:2:1第27页，此课件共37页哦CCHHHHHCCH3HCH31H核与核与n个不等价个不等价1H核相邻时，裂分峰数：核相邻时，裂分峰数：（n+1)(n+1)个；个；CCCCHaHcHbHd(nb+1)(nc+1)(nd+1)=22 2=8Ha裂分为裂分为8重峰重峰1:3:

8、3:11:2:11:11:6:15:20:15:6:1第28页，此课件共37页哦CCCHaHcBrHbHbHcHbHaHa裂分为多少重峰？裂分为多少重峰？01234JcaJbaJca JbaHa裂分峰裂分峰:(3+1)(2+1)=12实际实际Ha裂分峰裂分峰:(5+1)=6强度比近似为：强度比近似为：1:5:10:10:5:1第29页，此课件共37页哦第30页，此课件共37页哦组成：磁体、射频发生器、射频接收器以及探头等部分。第31页，此课件共37页哦第32页，此课件共37页哦1永久磁铁永久磁铁：提供强的稳定均匀外磁场。超导磁体是方向，但维护费用高 采用频率锁定（内或外）系统保证磁场的稳定性2

9、 射频振荡器射频振荡器：线圈垂直于外磁场，发射一定频率的电磁辐射信号仪提供能量产生跃迁。要求稳定性好。3 射频信号接受器：检测器的作用。射频信号接受器：检测器的作用。4探头：心脏，使试样管保持在磁场中某一固定的位置。整个探探头：心脏，使试样管保持在磁场中某一固定的位置。整个探头置于磁体的磁极之间。头置于磁体的磁极之间。5.扫描单元：控制扫描速度，扫描范围等。扫描单元：控制扫描速度，扫描范围等。第33页，此课件共37页哦第34页，此课件共37页哦 不是通过扫场或扫频产生不是通过扫场或扫频产生共振；共振；恒定磁场，施加强而短的恒定磁场，施加强而短的全频脉冲，使不同核素同时全频脉冲，使不同核素同时产生共振，采集产生的感应产生共振，采集产生的感应电流信号，累加后经过傅立电流信号，累加后经过傅立叶变换获得一般核磁共振谱叶变换获得一般核磁共振谱图。图。（类似于一台多道仪）（类似于一台多道仪）第35页，此课件共37页哦第36页，此课件共37页哦感谢大家观看感谢大家观看第37页，此课件共37页哦