1、第十四章 核磁共振波谱法利用核磁共振光谱进行结构测定，定性与定量分析的方法称为核磁共振波谱法。简称 NMR。将磁性原子核放入强磁场后，用适宜频率的电磁波照射，它们会吸收能量，发生 原子核能级跃迁，同时产生核磁共振信号，得到核磁共振。在有机化合物中，经常研究的是 1H和 13C的共振吸收谱，重点介绍 H核共振的原理及应用。 第一节 核磁共振波谱法的原理 第二节 核磁共振仪 第三节 化学位移 第四节 偶合常数 第五节 核磁共振氢谱的解析第一节 核磁共振波谱法的原理一、原子核的自旋1、自旋分类：（ 1） I=0即质量数与电荷数都为偶数的核，不产生核磁共振信号，如 12C6,32S16,16O8 。（
2、 2） I为半整数即质量数为奇数，电荷数可为奇数或偶数的核，核磁矩不为 0，其中 I=0.5的核是目前研究的主要对象。如 1H1, 13C6 19F9,31P15 。（ 3） I为整数即质量数为偶数，电荷数为奇数的核，有自旋现象，研究较少。如 14N7。实践证明 ,核自旋与 核的质量数 ,质子数和中子数有关质量数为偶数原子序数为偶数自旋量子数为 0 无自旋12C6,32S16,16O8质量数为偶数原子序数为奇数自旋量子数为 1,2,3 有自旋14N7质量数为奇数原子序数为奇或偶数自旋量子数为1/2,3/2,5/2有自旋1H1, 13C6 19F9,31P15原子核具有质量并带正电荷， 大多数核
3、有自旋现象 ，在自旋时产生 磁矩 ，磁矩的方向可用右手定则确定，核磁矩 和核自旋 角动量 P都是矢量，方向相互平行，且磁矩随角动量的增加成正比地增加 = Pn 磁旋比，不同的核具有不同的磁旋比，对某元素是定值。是磁性核的一个特征常数。nP为普朗克常数。2、核磁矩 u 例： H原子 H=2.68108T-1S-1(特 斯拉 -1 秒 -1) C13核的 C =6.73107 T-1S-1n 代入上式得 :n 当 I=0时 ,P=0,原子核没有自旋现象 ,只有 I 0,原子核才有自旋角动量和自旋现象n核的自旋角动量是量子化的 ,与核的自旋量子数 I 的关系如下 :（ = P）二、原子核的自旋能级和
4、共振吸收(一 )核自旋能级分裂 把自旋核放在场强为 H0的磁场中 ,由于磁矩 与 磁场相互作用 ,核磁矩相对外加磁场有不同的取向 ,共有 2I+1个 ,各取向可用磁量子数 m表示 m=I, I-1, I-2, -I 每种取向各对应一定能量状态 I=1/2的氢核只有两种取向 I=1的核在 H0中有三种取向与外磁场平行，能量较低， m=+1/2, E 1/2= H0与外磁场方向相反 , 能量较高 , m= -1/2, E -1/2=H0I=1/2的氢核 Pz为自旋角动量在 Z轴上的分量 核磁矩在磁场方向上的分量 核磁矩与外磁场相互作用而产生的核磁场作用能E, 即各能级的能量为E= ZH0 E 1/2= H0E-1/2= H0
