的应用,多脉冲激发方法的应用及由此产生的二维谱、多维谱等许多新技术, 使许多复杂化合物的结构测定迎刃而解,使 NMR 成为化学研究中最有用的方法之一。通过核磁共振谱可以得到与化合物分子结构相关的信息,如从化学位移可以判断各组磁性核的类型,在氢谱中可以判断烷基氢、烯氢、芳氢、羟基氢、胺基氢、醛基氢等; 在碳谱中可以判断饱和碳、烯碳、芳环碳、羰基碳等;通过分析偶合常数和峰形可以判断各组磁性核的化学环境及与其相连的基团的归属;通过积分高度或峰面积可以测定各组氢核的相对数量;通过双共振技术(如 NOE 效应)可判断两组核磁的空间相对距离等。核磁共振测定过程中不破坏样品,一份样品可测定多种数据;不但可以测定纯物质, 也可测定彼此信号不相重叠的混合物样品; 不但可以测定有机物,现在许多无机物分子结构也能用核磁共振技术进行测定。 3.1 核磁共振的基本原理 3.1.1 原子核的磁矩核磁共振研究的对象是具有磁矩的原子核。原子核是带正电荷的粒子,其自旋运动将产生磁矩。但并非所有同位素的原子核都具有磁矩。具有自旋运动的原子核都具有一定的自旋量子数( I), I=1/2n , n=0 ,1,2, 3…(取整数)。(1)核电荷数和核质量数均为偶数的原子核没有自旋现象, I=0 ,如 12C、 16O、 28S 等,这类原子是核电荷均匀分布的非自旋球体,无自旋现象,也没有磁性,因此, 不成为核磁共振研究的对象。(2)核电荷数为奇数或偶数,核质量数为奇数, I为半整数的原子核,如 1H、 13C、 15N、 19F、 31P等( I=1/2 ); 11B、 33S、 35 Cl、 37 Cl、 79 Br、 81 Br、 39K、 63 Cu 、 65 Cu 等( I=3/2 ), 17O、 25 Mg 、 27 Al、 55 Mn 、 67 Zn 等( I=5/2 )。这类原子核有自旋现象。
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