ЯМР спектроскопия - информация

ЯМР спектроскопия - информация

1H-ЯМР спектър на етилформиата

Преговор от физиката

В класическата физика при протичане на ток, I, в затворен плосък контур се образува магнитно

поле с линии на магнитната индукция, B, осево-симетрични спрямо нормалата на

контура. Мярка за силата му е т.н. магнитен дипол, .

Картинката е взета от http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_dipole.

Преговор от физиката

В класическата физика енергията на взаимодествие на електричния дипол, , с

магнитно поле, с магнитна индукция B, се дава с израза

Е = - B

Това на практика е скаларно произведение между двата вектора и когато те са насочени в една посока енергията е минимална, а когато

сочат обратно – тя е максимална.

Е = - (xBx+ yBy + zBz)

Ако полето е насочено по остта z (т.е. B = Bz) то ще имаме

Е = - zBz

Магнитен момент на ядрата на атомите

= P – магнитен момент на атома – магнитно-жироскопско отношениеP – ъглов момент на атомаI – спиново квантово число на ядротоmI – вторично спиново квантово число на ядрото

|P| = (h/2)sqrt[I(I+1)]

Pz = (h/2)mI

Броят на проекциите = 2I + 1

mI = -I, -(I-1), … +I

Магнитни моменти на някои изотопи

Магнитният момент на протия

= P

За протия, 1H, I = ½, т.е. mI = -½, +½

Тогава

= - ℏ/2

= + ℏ/2

В постоянно магнитно поле B0

Е = - B0

т.е.

Е = -(+ℏ/2)B0 и Е = -(-ℏ/2)B0 .

Магнитният момент на протия

hЕ = + ℏ/2)B0

B0

Разцепване във външно магнитно поле

Разцепване във външно магнитно поле

B =8

3hij

3

2 ij

2

Интензитет на спектралните ивици

Химическото отместване

2 = B0 (1- )

– константа на екраниране

= (i – r) / 0

Химическото отместване = (i – r) / 0

Химическото отместване

Спин-спиново взаимодействие

Две спинови системи AXJAX - костанта на спин-спиново

взаимодействие

Две спинови системи AXреален пример: 1-хлоро-4-нитробензен

Две спинови системи AX малка разлика в химическото отместване

NMR Spectrum

NMR Spectrum

По-сложни системи

По-сложни системи

Спин-спиново взаимодействие - обобщение

Химическо отместване

2 = B0 (1 - ) – константа на екраниране

= (i – r) / 0

Химическо отместване

Химическо отместване

- промяна на константата на екраниране спрямо бензена

- промяна на p-електронната плътност спрямо бензена

Химическо отместване

- промяна на константата на екраниране спрямо бензена

- промяна на p-електронната плътност спрямо бензена

Химическо отместванеанизотропия

Химическо отместванеанизотропия

Химическо отместване

Досега разглежданите фактори:

- влияние на електронната плътност при Н

(HF < HCl < HBr < HI)

- влияние на електронната плътност при съседния атом

- електроотрицателност на заместителите

- заряд на съседните атоми

- магнитна анизотропия

- бензен, тройна връзка, карбонилна група

Влиянието на други фактори:

- Водородната връзка

- Влияние на разтворителя

Спин-спиново взаимодействие

Спин-спиново взаимодействие

Спин-спиново взаимодействие

Спин-спиново взаимодействие

Спин-спиново взаимодействие

Спин-спиново взаимодействие