Cпектроскопия ЯМР в органической химии. Часть I. Общая теория ЯМР. Химические сдвиги. Каратаева Ф.Х - 26 стр.

UptoLike

26
ею можно пренебречь. Таким образом, релаксация должна
происходить за счет стимулированного излучения. Наблюдаемые
большие величины Т
1
свидетельствуют об отсутствии подходящих
источников стимулирования. Иными словами, поскольку ЯМР-
переходы инициируются осциллирующим магнитным полем, а при
нормальных условиях регистрации спектра полей с подходящей
частотой не так уж много, спиновая система ядра не имеет хорошей
энергетической связи с окружающей средой. Основным источником
таких полей в растворе для ядер со спином 1/2 служит магнитное
(диполь-дипольное) взаимодействие между ядрами, которое
модулируется движением молекул. Следовательно, можно
предположить, что скорость релаксации будет зависеть от таких
параметров, как температура, вязкость раствора, размер и структура
молекул и иногда напряженность постоянного магнитного поля В
0
.
Причиной ускорения релаксации может служить присутствие в
образце парамагнитных веществ, которые с помощью неспаренных
электронов эффективно инициируют ЯМР-переходы. Их добавляют в
образец, если нужно сократить время релаксации для ускорения
эксперимента или для повышения точности количественных
измерений. Для этой цели обычно используется ацетилацетонат хрома
(III).
Экспериментально время спин-решеточной или продольной
релаксации T
1
измеряется с использованием последовательности
импульсов (180
0
x’
90
0
x’
ССИ)
n
с различными значениями
времени
. Анализ зависимости изменения интенсивности сигнала от
угла поворота равновесной намагниченности M
0
позволяет достаточно
просто определить искомое время T
1
. Время T
2
- время спин-спиновой
или поперечной релаксации определяется по аналогичному алгоритму,
но с использованием иной последовательности импульсов, а именно:
(90
0
x
- 180
0
x
ССИ)
n
.
Теперь выясним, что происходит с поперечной
намагниченностью после окончания действия импульса в
'
90
X
во
вращающейся системе координат. Если выбрать оси Xи
Y' так, что
высокочастотное поле В
1
будет направлено по оси X’, то вектор
макроскопической намагниченности M
0
в момент t = 0 будет
расположен вдоль оси Y'. Т.к. эта ось вращается с частотой
ларморовской прецессии ядер
L
, то компонента M
y'
остается
постоянной или, более точно, ее величина уменьшается во времени со
скоростью, определяемой потерями через релаксацию. В соответствии
ею можно пренебречь. Таким образом, релаксация должна
происходить за счет стимулированного излучения. Наблюдаемые
большие величины Т1 свидетельствуют об отсутствии подходящих
источников стимулирования. Иными словами, поскольку ЯМР-
переходы инициируются осциллирующим магнитным полем, а при
нормальных условиях регистрации спектра полей с подходящей
частотой не так уж много, спиновая система ядра не имеет хорошей
энергетической связи с окружающей средой. Основным источником
таких полей в растворе для ядер со спином 1/2 служит магнитное
(диполь-дипольное) взаимодействие между ядрами, которое
модулируется         движением   молекул.   Следовательно,  можно
предположить, что скорость релаксации будет зависеть от таких
параметров, как температура, вязкость раствора, размер и структура
молекул и иногда напряженность постоянного магнитного поля В0.
       Причиной ускорения релаксации может служить присутствие в
образце парамагнитных веществ, которые с помощью неспаренных
электронов эффективно инициируют ЯМР-переходы. Их добавляют в
образец, если нужно сократить время релаксации для ускорения
эксперимента или для повышения точности количественных
измерений. Для этой цели обычно используется ацетилацетонат хрома
(III).
       Экспериментально время спин-решеточной или продольной
релаксации T1 измеряется с использованием последовательности
импульсов (1800x’ –  – 900x’ – ССИ)n с различными значениями
времени . Анализ зависимости изменения интенсивности сигнала от
угла поворота равновесной намагниченности M0 позволяет достаточно
просто определить искомое время T1. Время T2 - время спин-спиновой
или поперечной релаксации определяется по аналогичному алгоритму,
но с использованием иной последовательности импульсов, а именно:
(900x’ –  - 1800x’  ССИ)n.
       Теперь       выясним,   что    происходит    с   поперечной
намагниченностью после окончания действия импульса в 90 X ' во
вращающейся системе координат. Если выбрать оси X’ и Y' так, что
высокочастотное поле В1 будет направлено по оси X’, то вектор
макроскопической намагниченности M0 в момент t = 0 будет
расположен вдоль оси Y'. Т.к. эта ось вращается с частотой
ларморовской прецессии ядер  L , то компонента My' остается
постоянной или, более точно, ее величина уменьшается во времени со
скоростью, определяемой потерями через релаксацию. В соответствии


                                26