1，2，3… 2H, 14N, 58Co, 10B
质子数p, 中子数n
•pI与n0同的为核偶为数磁，性I核= ，0。这可如类以原1产2C子生,核16N的OM,核3R2电S信等荷号分。。布可看作一 •p如I+=n01=的H奇,核1数3为C，,非15IN磁=,半性1整7O核数,个，31(椭P无1吸等/圆2N收,。体M3复/，2R杂等电信，)荷号。研分。究布应不用均较匀少，；共振 •p与n同为奇数，I =整数。如2H, 6Li等。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
第一节 概论
一、 核磁共振(NMR)波谱的产生
➢核磁共振(NMR):原子核在磁场中吸收一定频率的电磁波，而发生自 旋能级跃迁的现象。
1
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
核磁共振波谱仪
m=2
H0
m=1
m=0
m=0
m= -1
m=-1/2
m= -1
m= -2
I=1/2
I=1
I=2
9
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
❖ 若无外磁场，由于核的无序排列，不同自旋方向的 核不存在能级差别。
❖ 磁性核放入磁场中，出现与磁场平行（低能量）和 反平行（高能量）两种能量状态，能量差E=h。
7
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
图示：磁性核在外加磁场中的行为
无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。 放入磁场中，发生空间量子化，核磁矩按一
定方向排列。
8
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
z
z
z
m=1/2 m=1
10
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
自旋核核磁矩与能级的关系
E磁旋比、进 动频率v
11
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
H0 越大， ⊿E越大
12
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
n高
E
e kT
h H0
e 2kT
n低
k：Boltzmann常数， 1.3810-23JK-1
若磁场强度1.4092T；温度300K；则高低能态的1H核数比：
n e 0.99999 高
6.62331.103414.2 3.681810208 313.400092
屏蔽效应使氢核实际受到的外磁场作用减小：
H=（1- ）H0 ：屏蔽常数。 越大，屏蔽效应越大。
核都能产生核磁距
6
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
自旋量子数与原子核的质量数及质子数关系
质量数（a）原子序数（Z）自旋量子（I） 例子
偶数
偶数
0
12C, 16O, 32S
奇数 偶数
奇或偶 奇数
1/2, 3/2, 5/2 … I=1/2, 1H, 13C, 15N I=3/2, 1B, 79Br
2
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
二、 傅立叶变换核磁共振仪
❖不是通过扫场或 扫频产生共振； ❖恒定磁场，施加 全频脉冲，产生共 振，采集产生的感 应电流信号，经过 傅立叶变换获得一 般核磁共振谱图。
3
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
第三节 化学位移
17
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
1.屏蔽效应
理想化的、裸露的氢核；满足共振条件：
0 = H0 / (2 )
(Larmor公式)
对于氢核，在1.4092T,应吸收60MHz电磁波
核外电子及其它因素对抗外加磁场,使核的共振频率不尽相同 的现象称为屏蔽效应。
超导核磁共振波谱仪： 200-400HMz；可 高达600-1000HMz；
5
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
第二节 基本原理
1. 原子核的自旋
若原子核存在自旋，产生核磁矩。
自旋角动量 P h I(I1)
2
核磁矩 P
是不是所有的原子
傅立叶变换
4
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
超导核磁共振波谱仪：
永久磁铁和电磁铁： 磁场强度<25 kG
超导磁体：铌钛或铌锡合金等超导材 料制备的超导线圈；在低温4K，处于超 导状态；磁场强度>100 kG
开始时，大电流一次性励磁后，闭合 线圈，产生稳定的磁场，长年保持不变； 温度升高，“失超”；重新励磁。
2. 共振条件
(1) 核有自旋(磁性核) (2)外磁场,能级裂分;
(3)照射频率与外磁场的比值0 / H0 = / (2 )
13
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
讨论:
共振条件： 0 / H0 = / (2 ) （1）对于同一种核 ，磁旋比 为定值， H0变，射频频率变。 （2）不同原子核，磁旋比 不同，产生共振的条件不同，需要 的磁场强度H0和射频频率不同。 （3） 固定H0 ，改变（扫频） ，不同原子核在不同频率处发 生共振。也可固定 ，改变H0 （扫场）。扫场方式应用较多。
氢核（1H）： 1.409 T 共振频率 60 MHz 2.305 T 共振频率 100 MHz
磁场强度H0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特斯拉）
14
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
3. 弛豫历程
不同能级上分布的核数目可由Boltzmann 定律计算：
n低
低能态的核数仅比高能态核数多十万分之一
15
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
当高能态核数等于低 能态核数，不会再有 射频吸收，NMR信 号消失，此谓饱和。
核弛豫历程—高能 态的核以非辐射的 方式回到低能态。
16
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。