Главная страница
qrcode

Спектроскопия_ядерного_магнитного_резонанса. Sulim Abdullaev RealChemistry


НазваниеSulim Abdullaev RealChemistry
АнкорСпектроскопия ядерного магнитного резонанса.pdf
Дата15.11.2016
Размер0.59 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаSpektroskopia_yadernogo_magnitnogo_rezonansa.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#1222
Каталогvkscience/fact

С этим файлом связано 19 файл(ов). Среди них: Adsorbtsia_polimerov_na_granitse_razdela_tverdoe.doc, biokhimia_pitania.docx, reniy4.jpg, Spektroskopia_yadernogo_magnitnogo_rezonansa.pdf, Gindelis_Ya_E_Khimicheskie_istochniki_toka__1984.djvu, march4.djvu, Rukovodstvo_po_neorganicheskomu_sintezu_t3.djvu, Mashiny_i_mekhanizmy_02_2016.pdf, ccc4.djvu, Grinvud_N__Ernsho_A__Khimia_elementov_-_Tom_1.djvu и ещё 9 файл(а).
Показать все связанные файлы

Sulim Abdullaev (RealChemistry)
Спектроскопия ядерного магнитного резонанса.
Среди всех используемых в настоящее время методов идентификации органических соединений спектроскопия ЯМР является одним из наиболее информативных методов.
Спектроскопия ЯМР основана на измерении магнитных свойств атомных ядер.
Магнитные свойства ядер, в свою очередь, обусловлены тем, что ядра атомов, вращающиеся вокруг собственной оси, имеют момент количества движения, который называется спином ядра. Спин характеризуется ядерным спиновым квантовым числом I, которое может принимать значения 0, 1/2, 1, 3/2,... и определяется числом протонов и нейтронов, составляющих ядро.
Спиновое квантовое число как протона, так и нейтрона равно 1/2, и в зависимости от того, спарены в ядре спины этих частиц или нет, ядро может характеризоваться нулевым или ненулевым числом I. Ядра с четным числом нейтронов и протонов ( ??????
6 12
,
??????
8 16
) имеют суммарный спиновый момент ?????? = 0.Ядра с нечетным количеством протонов и нейтронов обладают целочисленным спином ядра (например, ?????? = 1 для ??????
7 14

, ??????
1 2
). Наиболее пригодными для спектроскопии ЯМР органических соединений являются ядра изотопов с нечетной суммой нейтронов и протонов, имеющие суммарный спин ядра?????? =
1 2

: ??????
1 1
,
??????
9 19
,
??????
15 31
,
??????
6 13
,
??????
7 15
,
??????
8 17
. Во внешнем магнитном поле напряженностью
??????
0
ядро со спиновым квантовым числом ?????? может принимать (2?????? +1) ориентации, соответствующих (2?????? +1) энергетическим уровням.
Ядра атомов со спином ?????? = 0 имеют в магнитном поле лишь один (2*0 + 1) энергетический уровень. Такие ядра не являются объектами исследования спектроскопии
ЯМР.

Ядра водорода (протоны) имеют спиновое число ?????? = 1/2. Во внешнем однородном магнитном поле напряженностью ??????
0
возможны две (2*1/2 + 1) ориентации спинов протонов: по направлению поля (ядерный магнитный момент ??????параллелен приложенному полю) и против направления поля (ядерный магнитный момент
?????? антипараллелен приложенному полю).
Ориентация по полю энергетически более выгодна. Ей соответствует низший энергетический уровень, на котором будет находиться несколько больше ядер. Разность энергий уровней зависят от величины магнитного момента ядра ??????, напряжённости магнитного поля ??????
0
, и определяется соотношением:

∆?????? = 2????????????
0

При переходе с нижнего уровня на верхний ядро поглощает энергию

∆?????? = ℎ??????
Из этого следует

ℎ?????? = 2????????????
0
Отсюда
?????? =

2????????????
0

где ?????? – частота электромагнитного излучения, соответствующая разности энергий уровней.
Если на ядра атомов, находящихся в сильном магнитном поле, воздействовать переменным магнитным полем и изменять его частоту (в радиочастотной области 10-500
МГц), то при определенной частоте магнитного поля ??????, отвечающей разности соответствующих энергетических уровней, ядро поглощает энергию и переходит с нижнего энергетического уровня на верхний. На спектрограмме при этом фиксируется пик. Меняя частоту магнитного поля, можно обнаружить резонансные сигналы исследуемых ядер различных типов (например, протонов), входящих в состав молекулы, и таким образом получить спектр ЯМР анализируемого вещества.
Спектроскопия протонного магнитного резонанса

В настоящее время применяют спектроскопию ЯМР на ядрах ??????
1 1
,
??????
9 19
,
??????
15 31
,
??????
6 13
и других, однако наибольшее распространение получила спектроскопия ЯМР на протонах –
??????
1
ЯМР или ПМР (протонный магнитный резонанс), который далее рассматривается более подробно.
Спектрометр ЯМР состоит из следующих частей:

1 –сильный магнит, создающий постоянное однородное магнитное поле напряжённостью ??????
0
;

2– генератор радиочастотного излучения, создающий переменное магнитное поле напряженностью ??????
1
;
3 – регистратор резонанса;
4 – ампула с анализируемым веществом.
Ампулу помещают между полюсами магнита 1 внутри катушки генератора 2 и быстро вращают с целью увеличения однородности поля. Для записи спектра ПМР достаточно примерно 0,4 мл жидкого вещества или раствора твердого или жидкого вещества в подходящем растворителе концентрацией 0,2 моль/л (т. е. 5-10 мг вещества).
Применяемый растворитель не должен иметь собственных протонов. Поэтому для записи спектров ПМР используют дейтерированные растворители: ????????????????????????
3

, ????????????
3

????????????????????????
3

, ??????
6
??????
6

, ??????
2
??????и т. д.

Условия для наблюдения ЯМР и записи спектра, согласно показанным выше соотношениям, могут быть созданы двумя способами:

1)изменением частоты ?????? магнитного поля??????
1

, при постоянной напряженности поля??????
0
;

2)изменением напряженности магнитного поля ??????
0

при постоянной частоте ?????? магнитного поля ??????
1
,.
Независимо от способа получения спектра, он всегда представляет собой зависимость интенсивности поглощения радиочастотного излучения от частоты излучателя. В настоящее время для идентификации органических соединений чаще всего применяют спектрометры ЯМР с рабочей частотой от 100 до 600 МГц.
Как правило, спектр ПМР представляет собой набор узких резонансных сигналов, соответствующих отдельным типам протонов. Основными характеристиками спектра ПМР являются:
1)
Положение сигнала – величина химического сдвига;
2)
Мультиплетность сигнала и константа спин-спинового взаимодействия;
3)
Интенсивность сигнала.
Эти характеристики будут подробно представлены в следующей статье.
При написании статьи использовалось: В. Ф. Травень, Органическая химия, т. 1.

перейти в каталог файлов


связь с админом