Ядерный магнитный резонанс

План

Вступ

Спектроскопія ЯМР високого дозволу

Суть явища ЯМР

Хімічне зрушення

Спін-спінова взаємодія

Висновок

Література

 

Вступ

До недавнього часу основою наших уявлень про структуру атомів і молекул служили дослідження методами оптичної спектроскопії. У зв'язку з удосконаленням спектральних методів, що просунули область спектроскопічних вимірювань в діапазон надвисоких (приблизно 103 - 106 Мгц; мікрорадіохвилі) і високих частот (приблизно 10-2 - 102 Мгц; радіохвилі), з'явилися нові джерела інформації про структуру речовини. При поглинанні і випусканні випромінювання в цій області частот відбувається той же основний процес, що і в інших діапазонах електромагнітного спектру, а саме при переході з одного енергетичного рівня на іншій система поглинає або випускає квант енергії.

Різниця енергій рівнів і енергія квантів, що беруть участь в цих процесах, складають близько 10-7 эВ для області радіочастот і близько 10-4 эВ для надвисоких частот. У двох видах радіоспектроскопії, а саме в спектроскопії ядерного магнітного резонансу (ЯМР) і ядерного квадрупольного резонансу (ЯКР), різниця енергій рівнів пов'язана з різною орієнтацією відповідно магнітних дипольних моментів ядер в прикладеному магнітному полі і електричних квадрупольних моментів ядер в молекулярних електричних полях, якщо останні не є сферично симетричними.

Існування ядерних моментів вперше було виявлене при вивченні надтонкої структури електронних спектрів деяких атомів за допомогою оптичних спектрометрів з високою роздільною здатністю.

Під впливом зовнішнього магнітного поля магнітні моменти ядер орієнтуються певним чином і з'являється можливість спостерігати переходи між ядерними енергетичними рівнями, пов'язаними з цими різними орієнтаціями: переходи, що відбуваються під дією випромінювання певної частоти. Квантування енергетичних рівнів ядра є прямим наслідком квантової природи кутового моменту ядра, приймаючого 2I + 1 значень. Квантове число (спин) спину I може приймати будь-яке значення, кратне 1/2; найбільш високим з відомих значень володіє 17671Lu. Найбільше вимірне значення кутового моменту (найбільше значення проекції моменту на виділений напрям) рівне, де, а h - постійна Планка

Значення I для конкретних ядер передбачити не можна, проте було відмічено, що ізотопи, у яких і масове число, і атомний номер парні, мають I = 0, а ізотопи з непарними масовими числами мають напівцілі значення спину. Таке положення, коли числа протонів і нейтронів в ядрі парні і рівні (I = 0), можна розглядати як стан з "повним спаровуванням", аналогічним повному спаровуванню електронів в диамагнитной молекулі.

В кінці 1945 року двома групами американських фізиків під керівництвом Ф. Блоха (Станфорській університет) і Э. М. Парселла (Гарвардський університет) вперше були отримані сигнали ядерного магнітного резонансу. Бліх спостерігав резонансне поглинання на протонах у воді, а Парселл добився успіху у виявленні ядерного резонансу на протонах в парафіні. За це відкриття вони в 1952 році були удостоєні Нобелівської премії.

Нижче висловлюються суть явища ЯМР і його відмітні особливості.  

Спектроскопія ЯМР високого дозволу

Суть явища ЯМР

Суть явища ЯМР можна проілюструвати таким чином. Якщо ядро, що володіє магнітним моментом, поміщене

1 2 3 4 5 6

Похожие работы