Физические методы исследования полимеров. Шестаков А.С. - 21 стр.

UptoLike

Составители: 

21
изотопа . Ядра водорода характеризуются высоким гиромагнитным отно-
шением (то есть достаточно сильно намагничены). При высоком значении
γ технически проще регистрировать резонанс. Кроме того , атомы водорода
присутствуют практически во всех органических соединениях.
Всё сказанное до сих пор вряд ли характеризует спектроскопию ЯМР
как особенно ценный метод исследования. Действительно, если бы все яд -
ра
1
Н поглощали излучение определённой радиочастоты, то из таких дан-
ных трудно было бы извлечь пользу. К счастью , магнитное поле , в котором
находится каждый конкретный протон, входящий в состав молекулы, ред-
ко точно равен Н
0
. Дело в том, что ядра водорода в органических молеку -
лах окружены электронами, вращение которых создаёт своё поле , которое
накладывается на внешнее поле , действующее на ядро. Иными словами,
электроны заслоняют (экранируют) ядро от внешнего магнитного поля,
поэтому напряжённость поля в непосредственной близости к ядру отлича-
ется от напряжённости внешнего магнитного поля. В результате изменения
магнитного экранирования изменяется частота вращающегося поля, при
которой наблюдается явление резонанса. Это изменение называется хими-
ческим сдвигом. Магнитное экранирование и, следовательно, химический
сдвиг определяются положением данного протона в молекуле . Для эквива-
лентных протонов значение химического сдвига одинаково и они дают
один резонансный сигнал. Различающиеся окружением в молекуле прото-
ны обладают различными химическими сдвигами и дают раздельные сиг-
налы, что позволяет определять положение протона в молекуле .
Положение резонансного сигнала зависит от напряжённости посто-
янного внешнего поля (Н
0
), так как эта напряжённость определяет силу,
ориентирующую ось прецессии протона. Для выражения химических сдви-
гов необходима величина, не зависящая от Н
0
. За международный стандарт
принято положение резонансного сигнала тетраметилсилана (СН
3
)
4
Si
(ТМС). Пусть Н
э
- напряжённость поля, при которой наблюдается резонанс
Рис.22 Спектр ПМР уксусной кислоты.
                                        21
изот опа. Ядра в одорода характе ризую т ся в ысоким гиромагнит ным от но-
ш е ние м (т о е ст ь дост ат оч но сильно намагнич е ны). При в ысоком знач е нии
γ т е хнич е ски проще ре гист риров ат ь ре зонанс. К роме т ого, ат омы в одорода
присут ст в ую т практич е ски в о в се х органич е ских сое дине ниях.
        В сё сказанное до сихпор в ряд ли характе ризуе т спе ктроскопию ЯМ Р
какособе нно ц е нный ме т од иссле дов ания. Д е йст в ит е льно, е сли бы в се яд-
ра 1Н поглощали излуч е ние опре де лё нной радиоч аст от ы, т о из т аких дан-
ных т рудно было бы изв ле ч ь пользу. К сч аст ью , магнит ное поле , в кот ором
находит ся каж дый конкре т ный прот он, в ходящий в сост ав моле кулы, ре д-
ко т оч но рав е н Н0. Д е ло в т ом, ч т о ядра в одорода в органич е ских моле ку-
лах окруж е ны эле ктронами, в раще ние кот орых создаё т св оё поле , кот орое
накладыв ае т ся на в не ш не е поле , де йст в ую ще е на ядро. И ными слов ами,
эле ктроны заслоняю т (экранирую т ) ядро от в не ш не го магнит ного поля,
поэт ому напряж ё нност ь поля в не посре дст в е нной близост и кядру от лич а-
е т сяот напряж ё нност и в не ш не го магнит ного поля. В ре зульт ат е изме не ния
магнит ного экраниров ания изме няе т ся ч аст от а в ращаю ще гося поля, при
кот орой наблю дае т ся яв ле ние ре зонанса. Э т о изме не ние назыв ае т сяхими-
ч е ским сдв игом. М агнит ное экраниров ание и, сле дов ат е льно, химич е ский
сдв игопре де ляю т сяполож е ние м данного прот она в моле куле . Д ляэквив а-
ле нт ных прот онов знач е ние химич е ского сдв ига одинаков о и они даю т
один ре зонансный сигнал. Различ аю щие ся окруж е ние м в моле куле прот о-
ны обладаю т различ ными химич е скими сдв игами и даю т разде льные сиг-
налы, ч т о позв оляе т опре де лят ь полож е ние прот она в моле куле .
        Полож е ние ре зонансного сигнала зав исит от напряж ё нност и пост о-
янного в не ш не го поля (Н0), т аккакэт а напряж ё нност ь опре де ляе т силу,
орие нт ирую щую ось пре ц е ссии прот она. Д ляв ыраж е нияхимич е скихсдв и-
гов не обходима в е лич ина, не зав исящаяот Н0. За ме ж дународный ст андарт
принят о полож е ние ре зонансного сигнала т е т раме т илсилана (С Н3)4Si
(Т М С ). Пуст ь Нэ- напряж ё нност ь поля, при кот орой наблю дае т сяре зонанс




       Рис.22 С пе ктр ПМ Р уксусной кислот ы.