Идентификация органических соединений. Анисимова Н.А. - 74 стр.

                                      74
                               ЯМР спектроскопия
      Сигналы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) впервые были получены
Ф.Блохом в Стэндфордском университете на протонах воды (1945 г).
В настоящее время спектроскопия ЯМР высокого разрешения является наибо-
лее информативным методом исследования строения органических соединений.
Чаще всего используют спектрометры с резонансными частотами для протонов
60, 80, 90, 100, 200, 300, 500 МГц в которых магнитное поле (Но) создается с
помощью сверхпроводящего соленоида, работающего при температуре
жидкого гелия.
      Метод ЯМР спектроскопии основан на существовании дискретных уров-
ней электромагнитной природы. Известно, что каждый атом содержит положи-
тельно заряженное ядро, заряд которого кратен заряду протона. Ядро вращается
вокруг своей оси и, следовательно, имеет собственный момент количества дви-
жения, называемый спином (I), характеризуемый спиновым квантовым числом
ms . Оно может принимать значение 0, 1/2, 1, 3/2, 2 и т.д. Ядра атомов, имеющие
четный заряд и четное массовое число не имеют спина и не обладают маг-
нитным моментом (I=0), а поэтому не дают сигналов ЯМР. Ядра, массовое
число которых четно, а заряд нечетен имеют целый спин (I=1,2,3 и т.д.). Напри-
мер, Н2; N14 (I=1). Если заряд и массовое число ядра нечетны, то спин ядра по-
луцелый. Среди этой группы ядер легче всего исследовать с помощью метода
ЯМР, те спин которых равен 1/2 ( Н1, С13, F19, P31, N15, Si29). Такие ядра облада-
ют магнитным моментом () и во внешнем магнитном поле могут занимать
любую из (2I +1) ориентаций, определяемых магнитным квантовым числом ml,
которые подчиняются правилу квантования.
      Вращение заряженного ядра создает магнитное поле, направленное по оси
вращения. Таким образом, ядро действует как крошечный магнит с магнитным
полем. Если поместить магнитное ядро в поле постоянного магнита, то магнит-
ное ядро будет взаимодействовать с этим полем определенным образом ориен-
тируясь в пространстве (рис. 85).

                                            o
                                                              E=+o
                                                   
                           


                                     Y


                X                            Ho
                           Z                 o               E=-o
          Ho
           а)                                 б)
Рис. 85. а) Вращение магнитного момента вокруг направляющей Но; б) разрешенное
               направление магнитного момента ядра с I= ? для Н 1