① 磁旋比大小怎麼判斷
對於這個問題給你以下一些參考，希望對你有幫助。
1.根據物質在磁場中表現出的磁性，分為順磁性、反磁性和鐵磁性。
（1）順磁性：在外磁場顯磁性，能使總磁場強度增大。
（2）反磁性：在外磁場顯磁性，使磁場強度減小。
2.判斷方法（從分子結構角度）
（1）判斷分子軌道中是否有單電子：順磁性物質分子中有單電子，反磁性物質則無。
（2）判斷磁矩：順磁性物質磁矩不為0，反磁性物質磁矩為0。
（3）磁矩μ與單電子n的公式：μ=(n（n+2))開根
② 什麼是磁旋比
第11章 核磁共振波譜法
將自旋核放入磁場後,用適宜頻率的電磁波照射,它們吸收能量,發生原子核能級的躍遷,同時產生核磁共振信號,得到核磁共振譜.這種方法稱為核磁共振波譜法(nuclear magnetic resonance spectros,NMR).在有機化合物中,經常研究的是1H核和13C核的共振吸收譜.本章將主要介紹1H核磁共振譜.
核磁共振波譜法是結構分析的重要根據之一,在化學,生物,醫學,臨床等研究工作中得到了廣泛的應用.分析測定時,樣品不會受到破壞,屬於無破壞分析方法.
§11-1 基本原理
一,核的自旋運動
有自旋現象的原子核,應具有自旋角動量(P).由於原子核是帶正電粒子,故在自旋時產生磁矩.磁矩的方向可用右手定則確定.磁矩和角動量P都是矢量,方向相互平行,且磁矩隨角動量的增加成正比地增加:
(11-1)
式中為磁旋比.不同的核具有不同的磁旋比.
核的自旋角動量是量子化的,可用自旋量子數I表示.P的數值與I的關系如下:
(11-2)
I可以為0,,,,……等值.很明顯,當I=0時,P=0,即原子核沒有自旋現象.只有當I>0時,原子核才有自旋角動量和自旋現象.
實驗證明,自旋量子數I與原子的質量數(A)及原子序數(Z)有關,如表11-1所示.從表中可以看出,質量數和原子序數均為偶數的核,自旋量子數I=0,即沒有自旋現象.當自旋量子數時,核電荷呈球形分布於核表面,它們的核磁共振現象較為簡單,是目前研究的主要對象.屬於這一類的主要原子核有,,,,.其中研究最多,應用最廣的是和核磁共振譜.
表11-1 自旋量子數與原子的質量數及原子序數的關系
質量數A
原子序數Z
自旋量子數I
自旋核電荷
分布
NMR信號
原子核
偶數
偶 數
0
—
無
,,,
奇數
奇或偶數
呈球形
有
,,,,
奇數
奇或偶數
扁平橢圓形
有
,,
偶數
奇 數
1,2,3
伸長橢圓形
有
,,
二,自旋核在磁場中的行為
若將自旋核放入場強為B0的磁場中,由於磁矩與磁場相互作用,核磁矩相對外加磁場
有不同的取向.按照量子力學原理,它們在外磁場方向的投影是量子化的,可用磁量子數m描述之.m可取下列數值:
自旋量子為I的核在外磁場中可有(2I+1)個取向,每種取向各對應有一定的能量.對於具有自旋量子數I和磁量子數m的核,量子能級的能量可用下式確定:
(11-3)
式中B0是以T為單位的外加磁場強度,是一個常數,稱為核磁子,等於5.049×10-27J T-1;是以核磁子單位表示的核的磁矩,質子的磁矩為.
在外加磁場中只有及兩種取向,這兩種狀態的能量分別為:
當
當
對於低能態(),核磁矩方向與外磁場同向;對於高能態(),核磁矩與外磁方向相反,其高低能態的能量差應由下式確定:
(11-4)
一般來說,自旋量子數I的核,其相鄰兩能級之差為
(11-5)
三,核磁共振
如果以射頻照射處於外磁場B0中的核,且射頻頻率恰好滿足下列關系時:
或 (11-6)
處於低能態的核將吸收射�的芰慷�廄ㄖ糧唚芴�.這種現象稱為核磁共振現象.
由(11-6)式可知:
(1)對自旋量子數的同一核來說,因磁矩為一定值,和h又為常數,所以發生共振時,照射頻率的大小取決於外磁場強度B0的大小.在外磁場強度增加時,為使核發生共振,照射頻率也應相應增加;反之,則減小.例如,若將核放在磁場強度為1.4092T的磁場中,發生核磁共振時的照射頻率必須為
如果將放入場強為4.69T磁場中,則可知共振頻率應為200MHz.
(2)對的不同核來說,若同時放入一固定磁場強度的磁場中,則共振頻率取決於核本身的磁矩的大小.大的核,發生共振時所需的照射頻率也大;反之,則小.例如,核,核和核的磁矩分別為2.79,2.63,0.70核磁子,在場強為1T的磁場中,其共振時的頻率分別為42.6 MHz,40.1 MHz,10.7 MHz.
(3)同理,若固定照射頻率,改變磁場強度,對不同的核來說,磁矩大的核,共振所需磁場強度將小於磁矩小的核.例如,,則.表12-2列出了常見核的某些物理數據.
表11-2 幾種原子核的某些物理數據
核
自然界豐度
%
4.69T磁場中NMR頻率(MHz)
磁矩
(核磁子)
自旋
(I)
相對靈敏度
99.98
200.00
2.7927
1/2
1.000
1.11
50.30
0.7021
1/2
0.016
100
188.25
2.6273
1/2
0.83
100
81.05
1.1305
1/2
0.066
四,在NMR中的弛豫過程
如前所述,核在磁場作用下,被分裂為和兩個能級,處在較穩定
的能級的核數比處在能級的核數稍多一點.處於高,低能態核數的比例服從波爾茲曼分布:
(11-7)
式中和分別代表處於高能態和低能態的氫核數,是兩種能態的能級差,k是波爾茲曼常數,T是絕對溫度.若將106個質子放入溫度為25℃磁場強度為4.69T的磁場中,則處於低能態的核與處於高能態的核的比為
則處於高,低能級的核分別為:
即處於低能級的核比處於高能級的核只多16個.
若以合適的射頻照射處於磁場的核,核吸收外界能量後,由低能級躍遷到高能態,其凈效應是吸收,產生共振信號.此時,核的波爾茲曼分布被破壞.當數目稍多的低能級核躍遷至高能態後,從→的速率等於從→的速率時,試樣達到"飽和",不能再進一步觀察到共振信號.為此,被激發到高能態的核必須通過適當的途徑將其獲得的能量釋放到周圍環境中去,使核從高能態降回到原來的低能態,產生弛豫過程.就是說,弛豫過程是核磁共振現象發生後得以保持的必要條件.否則,信號一旦產生,將很快達到飽和而消失.由於核外被電子雲包圍,所以它不可能通過核間的碰撞釋放能力,而只能以電磁波的形式將自身多餘的能量向周圍環境傳遞.在NMR中有兩種重要的弛豫過程:即自旋-晶格弛豫和自旋-自旋弛豫.
自旋-晶格弛豫,又稱縱向弛豫.自旋核都是處在所謂晶格包圍之中.核外圍的晶格是指同分子或其它分子中的磁性核(如帶有未成對電子的原子,分子和鐵磁性物質等).晶格中的各種類型磁性質點對應於共振核作不規則的熱運動,形成一頻率范圍和很大的雜亂的波動磁場,其中必然存在有與共振頻率相同的頻率成分,高能態的核可通過電磁波的形式將自身能量傳遞到周圍的運動頻率與之相等的磁性粒子(晶格),故稱為自旋-晶格弛豫.
自旋-自旋弛豫,又稱橫向弛豫.它是指鄰近的二個同類的磁等價核處在不同的能態時,它們之間可以通過電磁波進行能量交換,處於高能態的核將能量傳遞給低能態的核後弛豫帶低能級,這時系統的總能量顯然未發生改變,但此核處在某一固定能態的壽命卻因此變短.
§11-2 核磁共振波譜儀和試樣的制備
按工作方式,可將高解析度核磁振儀分為兩種類型:連續波核磁共振譜儀和脈沖傅里葉核磁共振譜儀.
一,連續波核磁共振譜儀
圖12-2是連續波核磁共振譜儀的示意圖.它主要由下列主要部件組成:①磁鐵,②探頭,③射頻和音頻發射單元,④頻率和磁場掃描單元,⑤信號放大,接受和顯示單元.後三個部件裝在波譜儀內.
磁鐵
磁鐵是核磁共振儀最基本的組成部件.它要求磁鐵能提供強而穩定,均勻的磁場.核
磁共振儀使用的磁鐵有三種:永久磁鐵,電磁鐵和超導磁鐵.由永久磁鐵和電磁鐵獲得的磁場一般不能超過2.5T.而超導磁體可使磁場高達10T以上,並且磁場穩定,均勻.目前超導核磁共振儀一般在200~400MHz,最高可打600MHz.但超導核磁共振儀價格高昂,目前使用還不十分普遍.
探頭
探頭裝在磁極間隙內,用來檢測核磁共振信號,是儀器的心臟部分.探頭除包括試樣
管外,還有發射線圈接受線圈以及豫放大器等元件.待測試樣放在試樣管內,再置於繞有接受線圈和發射線圈的套管內.磁場和頻率源通過探頭作用於試樣.
為了使磁場的不均勻性產生的影響平均化,試樣探頭還裝有一個氣動渦輪機,以使試樣管能沿其縱軸以每分鍾幾百轉的速度旋轉.
波譜儀
(1)射頻源和音頻調制 高分辨波譜儀要求有穩定的射頻頻率和功能.為此,儀器通常採用恆溫下的石英晶體振盪器得到基頻,再經過倍頻,調頻和功能放大得到所需要的射頻信號源.
為了提高基線的穩定性和磁場鎖定能力,必須用音頻調制磁場.為此,從石英晶體振盪器中的得到音頻調制信號,經功率放大後輸入到探頭調制線圈.
(2)掃描單元 核磁共振儀的掃描方式方式有兩種:一種是保持頻率恆定,線形地改變磁場,稱為掃場;另一種是保持磁場恆定,線形地改變頻率,稱為掃頻.許多儀器同時具有這兩種掃描方式.掃描速度的大小會影響信號峰的顯示.速度太慢,不僅增加了實驗時間,而且信號容易飽和;相反,掃描速度太快,會造成峰形變寬,解析度降低.
(3)接受單元 從探頭預放大器得到的載有核磁共振信號的射頻輸出,經一系列檢波,放大後,顯示在示波器和記錄儀上,得到核磁共振譜.
(4)信號累加 若將試樣重復掃描數次,並使各點信號在計算機中進行累加,則可提高連續波核磁共振儀的靈敏度.當掃描次數為N時,則信號強度正比於N,而噪音強度正比於,因此,信噪比擴大了倍.考慮儀器難以在過長的掃描時間內穩定,一般N=100左右為宜.
二,脈沖傅里葉核磁共振譜儀(PFT-NMR)
連續波核磁共振譜儀採用的是單頻發射和就手方式,在某一時刻內,只能記錄譜圖中的很窄一部分信號,即單位時間內獲得的信息很少.在這種情況下,對那些核磁共振信號很弱的核,如,等,即使採用累加技術,也得不到良好的效果.為了提高單位時間的信息量,可採用多道發射機同時發射多種頻率,使處於不同化學環境的核同時頻率,再採用多道接受裝置同時得到所有的共振信息.例如,在100MHz共振儀中,質子共振信號化學位移范圍為10時,相當於1000Hz;若掃描速度為2 Hz s-1,則連續波核磁共振儀需500s才能掃完全譜.而在具有1000個頻率間隔1Hz的發射機和接受機同時工作時,只要1s即可掃完全譜.顯然,後者可大大提高分析速度和靈敏度.傅里葉變換NMR譜儀是以適當寬度的射頻脈沖作為"多道發射機",使所選的核同時激發,得到核的多條譜線混合的自由感應衰減(free inction decay,FID)信號的疊加信息,即時間域函數,然後以快速傅里葉變換作為"多道接受機"變換出各條譜線在頻率中的位置及其強度.這就是脈沖傅里葉核磁共振儀的基本原理.圖12-3是乙基苯的傅里葉變換核磁共振譜圖.
傅里葉變換核磁共振儀測定速度快,除可進行核的動態過程,瞬變過程,反應動力學等方面的研究外,還易於實現累加技術.因此,從共振信號強的,到共振信號弱的,核,均能測定.
三,試樣的制備
(1)試樣管 根據儀器和實驗的要求,可選擇不同外徑(Ф=5,8,10mm)的試樣管.微量操作還可使用微量試樣管.為保持旋轉均勻及良好的解析度,管壁應均勻而平直.
(2)溶液的配製 試樣質量年度一般為500~100g L-1,需純樣15~30mg.對傅里葉核磁共振儀,試樣量可大大減少,譜一般只需1mg左右,甚至可少至幾微克;譜需要幾到幾十毫克試樣.
(3)標准試樣 進行實驗時,每張圖譜都必須有一個參考峰,以此峰為標准,求得試樣信號的相對化學位移,一般簡稱化學位移.於試樣溶液中加入約10 g L-1的標准試樣.它的所有氫都是等得到相當強度的參考信號只有一個峰,與絕大多數有機化合物相比,TMS的共振峰出現在高磁場區.此外,它的沸點較低(26.5℃),容易回收.在文獻上,化學位移數據大多以它作為標准試樣,其化學位移.值得主要的是,在高溫操作時,需用六甲基二硅醚(HMDS)為標准試樣,它的.在水溶液中,一般採用3-甲基硅丙烷磺酸鈉作標准試樣,它的三個等價甲基單峰的,其餘三個亞甲基淹沒在雜訊背景中.
(4)溶劑 譜的理想溶劑是四氯化碳和二硫化碳.此外,還常用氯仿,丙酮,二甲亞碸,苯等含氫溶劑.為避免溶劑質子信號的干擾,可採用它們的氘代衍生物.值得注意的是,在氘代溶劑中常常因殘留,在NMR譜圖上出現相應的共振峰.
§11-3 化學位移和核磁共振譜
一,化學位移的產生
由式(12-6)可知,質子的共振頻率,由外部磁場強度和核的磁矩決定.其
實,任何原子核都被電子所包圍,按照楞次定律,在外磁場作用下,核外電子會產生環電流,並感應產生一個與外磁場方向相反的次級磁場,如圖12-4所示.這種對抗外磁場的作用稱為電子的屏蔽效應.由於電子的屏蔽效應,使某一個質子實際上受到的磁場強度,不完全與外磁場強度相同.此外,分子中處於不同化學環境中的質子,核外電子雲的分布情況也各異,因此,不同化學環境中的質子,受到不同程度的屏蔽作用.在這種情況下,質子實際上受到的磁場強度B,等於外加磁場B0減去其外圍電子產生的次級磁場B',其關系可用下表示:
(11-8)
由於次級磁場的大小正比於所加的外磁場強度,即故上式可寫成:
(11-9)
式中為屏蔽常數.它與原子核外的電子雲密度及所處的化學環境有關.電子雲密度越大,屏蔽程度越大.值也大.反之,則小.
當氫核發生核磁共振時,應滿足如下關系:
或
(11-10)
因此,屏蔽常數不同的質子,其共振峰將分別出現愛核磁共振譜的不同品或不同磁場強度區域.若固定照射頻率,大的質子出現在高磁場處,而小的質子出現在低磁場處,據此我們可以進行氫核結構類型的鑒定.
二,化學位移的表示
在有機化合物中,化學環境不同的氫核化學位移的變化,只有百萬分之十左右.如選
用60MHz的儀器,氫核發生共振的磁場變化范圍為;如選用1.4092T的核磁共振儀掃頻,則頻率的變化范圍相應為.在確定結構時,常常要求測定共振頻率絕對值的准確度達到正負幾個赫茲.要達到這樣的精確度,顯然是非常困難的.但是,測定位移的相對值比較容易.因此,一般都以適當的化合物(如四甲基硅烷,TMS)為標准試樣,測定相對的頻率變化值來表示化學位移.
從式(12-6)可以知道,共振頻率與外部磁場呈正比.例如,若用60MHz儀器測定1,1,2-三氯丙烷時,其甲基質子的吸收峰與TMS吸收峰相隔134Hz;若用儀器測定時,則相隔233Hz.為了消除磁場強度變化所產生的影響,以使在不同核磁共振儀上測定的數據統一,通常用試樣和標樣共振頻率之差與所用儀器頻率的比值來表示.由於噶數值很小,故通常乘以106.這樣,就為一相對值:
(11-11)
式中,和分別為試樣中質子的化學位移及共振頻率;是TMS的共振頻率(一般=0);是試樣與TMS的共振頻率差;是操作儀器選用的頻率.
不難看出,用表示化學位移,就可以使不同磁場強度的核磁共振儀測得的數據統一起來.例如,用60MHz和100MHz儀器上測得的1,1,2-三氯丙烷中甲基質子的化學位移均為2.23.
早期文獻中用表示化學位移值,與的關系可用下式表示
(11-12)
TMS的信號早用表示時為0,在用表示時為10.
三,核磁共振譜
核磁共振譜圖中橫坐標是化學位移,用或表示.圖譜的左邊為低磁場,右邊為高磁場(如圖下部分所示).譜圖中有兩條曲線,下面一條是乙醚中質子的共振線,其中右邊的三重峰為乙基中化學環境相同的亞甲基質子的峰.的吸收峰是標准試樣TMS的吸收峰.譜圖上面的階梯式曲線是積分線,它用來確定各基團的質子比.
從質子共振譜圖上,可以得到如下信息:
(1)吸收峰的組數,說明分子中化學環境不同的質子有幾組.
(2)質子吸收峰出現的頻率,即化學位移,說明分子中的基團情況.
(3)峰的分裂個數及偶合常數,說明基團間的連接關系.
(4)階梯式積分曲線高度,說明各基團的質子比.
共振譜圖上吸收峰下面所包含的面積,與引起該吸收峰的氫核數目呈正比,吸收峰的密集,一般可用階梯積分曲線表示.積分曲線的畫法是由低磁場移向高磁場,而積分曲線的起點到終點的總高度(用小方格數或厘米表示),與分子中所有質子數目呈正比.當然,每一個階梯的高度則與相應的質子數目呈正比.由此可以根據分子中質子的總數,確定每一組吸收峰質子的絕對個數.
例1 某化合物分子式為C4H8O,核磁共振譜上共有三組峰,化學位移分別為1.05,2.13,2.47;積分曲線高度分別為3,3,2格,試問各組氫核數為多少
解 積分曲線總高度=3+3+2=8
因分子中有8個氫,每一格相當一個氫.
故1.05峰示有3個氫,
2.13峰示有3個氫,
2.47峰示有2個氫.
另外,還可以根據不重疊的單峰為標准進行計算.例如,當分子中有甲氧基時,在3.22~4.40出現甲氧基的信號,因此,用3除相應階梯曲線的格數,就知道每一個質子相當於多少格.
四,影響化學位移的因素
化學位移是由於核外電子雲產生的對抗磁場所引起的,因此,凡是使核外電子雲密度改變的因素,都能影響化學位移.影響因素有內部的,如誘導效應,共軛效應和磁的各向異性效應等;外部的如溶劑效應,氫鍵的形成等.
誘導效應
一些電負性基團如鹵素,硝基,氰基等,具有強烈的吸電子能力,它們通過誘導作用使與之鄰接的核的外圍電子雲密度降低,從而減少電子雲對該核的屏蔽,使核的共振頻率向低場移動.一般說來,在沒有其它影響因素存在時,屏蔽作用將隨相鄰基團的電負性的增加而減小,而化學位移()則隨之增加.例如F的電負性(4.0)遠大於Si的電負性(1.8),在CH3F中質子化學位移為4.26,而在中質子化學位移為0.
共軛效應
共軛效應同誘導效應一樣,也會使電子雲的密度發生變化.例如在化合物乙烯醚(Ⅰ),乙烯(Ⅱ)及不飽和酮(Ⅲ)中,若以(Ⅱ)為標准來進行比較,則可以清楚地看到,乙烯醚上由於存在共軛,氧原子上未共享的p電子對向雙鍵方向推移,使的電子雲密度增加,造成化學位移移至高場(和).另一方面,在不飽和酮中,由於存在共軛,電負性強的氧原子把電子拉向自己一邊,使的電子雲密度降低,因而化學位移移向低場(5.50和5.87).
磁各向異性效應
當考察多重鍵化合物的核磁共振譜時,人們發現用誘導效應並不能解釋它們的質子所出現的峰位.例如,炔基的氫有有一定的酸性,可見其外圍電子雲密度較低.根據誘導效應,將預示其質子峰應出現在烯基氫質子峰的低場方向.但實際情況恰好相反,烯基的化學位移為4.5~7.5,炔基則為1.8~3.0.
上述這種現象,可用這些化合物的磁各向異性性質加以解釋.例如,乙炔分子是線形的,三鍵沿軸方向對稱.當分子的對稱軸與外加磁場方向一致時,鍵上的電子將垂直於外加磁場,由此可感應出與外加磁場方向相反的對抗磁場.因此,位於鍵軸上的炔氫質子受到很大的屏蔽作用,如圖12-6(a)所示.很明顯,在這種情況下,炔氫質子峰出現在較高的磁場位置處.當乙炔分子的對稱軸與外磁場方向垂直時,即取向如圖12-6(b)所示時,由於不可能感應出次級磁場,因此也就不會對質子產生屏蔽作用.在溶液中,乙炔分子是隨機取向的,各種取向都介於這兩個極端取向之間.分子運動平均化所產生的總效應,使得乙炔分子有很大的屏蔽作用.
從乙烯的譜圖可以看出,乙烯分子平面垂直於外加磁場,循環電子流產生了一個反抗外磁場的次級磁場.但是,烯氫質子是處在次級磁場與外加磁場方向相同的位置上,因此,由循環電子感應出的磁力線對其起著去屏蔽的作用,因而烯氫質子出現較低磁場方向.用同樣的道理,可以解釋苯環質子和醛基質子的化學位移出現在較低磁場方向的現象.
氫鍵
當分子形成氫鍵時,氫鍵中質子的信號明顯地移向低磁場,化學位移變大.
一般認為這是由於形成氫鍵時,質子周圍的電子雲密度降低所致.
對於分子間形成的氫鍵,化學位移的改變與溶劑的性質以及濃度有關.在惰性溶劑的稀溶液中,可以不考慮氫鍵的影響.這時各種羥基顯示它們固有的化學位移.但是,隨著濃度的增加,它們會形成氫鍵.例如,正丁烯-2-醇的質量分數從1%增至純液體時,羥基的化學位移從=1增至=5,變化了4個單位.對於分子內形成的氫鍵,其化學位移的變化與溶液濃度無關,只取決於它自身的結構.
化學位移在缺點化合物的結構方面起很大作用.關於化學位移與結構的關系,前人已做了大量的實驗,並已總結成表.表12-3列出了一些典型基團的化學位移,應該指出,化學位移范圍只是大致的,因為它還與其它許多因素有關.
§11-4 簡單自旋偶合和自旋分裂
一,自旋偶合與自旋分裂現象
從用低解析度和高解析度核磁共振儀所測得的乙醇(CH3-CH2-OH)核磁共振譜可看出,乙醇出現三個峰,它們分別代表-OH,-CH2-和-CH3,其峰面積之比為1:2:3.而在高分辨核磁共振譜圖中,能看到-CH2-和-CH3分別分裂為四重峰和三重峰,而且多重峰面積之比接近於整數比.-CH3的三重峰面積之比為1:2:1,-CH2的四重峰面積之比為1:3:3:1.
氫核在磁場中有兩種自旋取向,用α表示氫核與磁場方向一致的狀態,用β表示與磁
場方向相反的狀態.乙基中的兩個氫可以與磁場方向相同,也可以與磁場方向相反.它們的自旋組合一共有四種(αα, αβ, βα, ββ),但只產生三種局部磁場.亞甲基所產生的這三種局部磁場,要影響鄰近甲基上的質子所受到的磁場作用,其中αβ 和βα兩種狀態(Ⅱ)產生的磁場恰好互相抵消,不影響甲基質子的共振峰,αα(I)狀態的磁矩與外磁場一致,很明顯,這時要使甲基質子產生共振所需的外加磁場較(Ⅱ)時為小;相反, ββ(Ⅱ)磁矩與外磁場方向相反,因此要使甲基質子發生共振所需的外加磁場較(Ⅱ)為大,其大小與(Ⅰ)的情況相等,但方向相反.這樣,亞甲基的兩個氫所產生的三種不同的局部磁場,使鄰近的甲基質子分裂為三重峰.由於上述四種自旋組合的概率相等,因此三重峰的相對面積比為1:2:1.
同理,甲基上的三個氫可產生四種不同的局部磁場,反過來使鄰近的亞甲基分裂為四重峰.根據概率關系,可知其面積比近似為1:3:3:1.
上述這種相鄰核的自旋之間的相互干擾作用稱為自旋-自旋偶合.由於自旋偶合,引起譜峰增多,這種現象叫做自旋-自旋分裂.應該指出,這種核與核之間的偶合,是通過成鍵電子傳遞的,不是通過自由空間產生的.
二,偶合常數
自旋偶合產生峰的分裂後,兩峰間的間距稱為偶合常數,用J表示,單位是
Hz.J的大小,表示偶合作用的強弱.與化學位移不一樣,J不因外磁場的變化而改變;同時,它受外界條件如溶劑,溫度,濃度變化等的影響也很小.
由於偶合作用是通過成鍵電子傳遞的,因此,J值的大小與兩個(組)氫核之間的鍵數有關.隨著鍵數的增加,J值逐漸變小.一般說來,間隔3個單鍵以上時,J趨近於零,即此時的偶合作用可以忽略不計.
三,核的化學等價和磁等價
在核磁共振譜中,有相同化學環境的核具有相同的化學位移.這種有相同化
學位移的核稱為化學等價.例如,在對硝基苯甲醛中:Ha和(或Hb和)質子的化學環境相同,化學位移相同,化學位移相同,它們是化學等價的.又如,在苯環上,六個氫的化學位移相同,它們是化學等價的.
所謂磁等價是指分子中的一組氫核,其化學位移相同,且對組外任何一個原子核的偶合常數也相同.例如,在二氟甲烷中,H1和H2質子的化學位移相同,並且它們對F1或F2的偶合常數也相同,即,,因此,H1和H2稱為磁等價核.應該指出,它們之間雖有自旋干擾,但並不產生峰的分裂;而只有磁不等價的核之間發生偶合時,才會產生峰的分裂.
化學等價的核不一定是磁等價的,而磁等價的核一定是化學等價的.例如,在二氟乙烯中,兩個和兩個雖然環境相同,是化學等價的,但是由於H1與F1是順式偶合,與F2是反式偶合.同理H2和F2是順式偶合,與F1是反式偶合.所以H1和H2是磁不等價.
應該指出,在同一碳上的質子,不一定都是磁等價.事實上,與手性碳原子相連的-CH2-上的二個氫核,就是磁不等價的,例如,在化合物2-一氯丁烷中,Ha和Hb質子是磁不等價的.
在解析圖譜時,必須弄清某組質子是化學等價還是磁等價,這樣才能正確分析圖譜.
四,自旋體系的分類
通常,規定為弱偶合,為強偶合.前者屬一級圖譜,後者屬高級圖譜,根據偶合的強弱,可以把核磁共振譜分為若干體系.其命名規則如下:強偶合的核以ABC…KLM…或XYZ等相連的英文字母表示,並稱之為ABC…多旋體系;弱偶合的核則以AMX…等不相連的英文字母表示,並稱之為AMX…多旋體系.磁等價的核可以用完全相同的字母表示,如A2,B3等.只是化學等價而不是磁等價的核則以AA',BB'等符號表示.下面舉例說明之
例2 在鄰二氯苯(Ⅰ)中,Ha,及Hb,為兩組化學等價的核,但它們不是磁等價核.因為Ha與Hb為鄰位偶合,而與為間位偶合,不符合磁等價定義.同理,Hb與也為磁不等價.因此鄰二氯苯屬於AA'BB'四旋體系.
例3 在2,6-二氯吡啶(Ⅱ)中,Ha和核不僅是化學等價,而且是磁等價,顯然,Ha與Hb及與的偶合作用均為鄰位偶合,即兩個磁等價核(B2)與第三個核之間的偶合.它們的偶合常數為7.6Hz,其小於0.5,當使用60MHz的共振儀時,則,為強偶合.因此該化合物屬於AB2三旋體系.
表11-4列出的自旋體系中,AX,AX2屬於一級圖譜,這類圖譜解析比較簡單;ABC,AA',BB',AB等體系屬於高級圖譜,其化學位移值和偶合常數J不能從圖譜上直接得到,而必須通過煩瑣的計算後才能求得.
表11-4 若干典型的自旋體系
化合物
自旋體系
化合物
自旋體系
CH2=CCl2
A2
CH2=CFCl
ABX
AB
CH2FCl
AX2
AX
AA'BB'
AB2
CH2=CF2
AA'XX'
五,一級圖譜
一般來說,一級分裂圖譜的吸收峰數目,相對強度和排列次序遵守下列規則:
(1)一個峰被分裂成多重峰時,多重峰的數目將由相鄰原子中磁等價的核數n來確定,其計算式為(2nI+1).對於氫核來說,自旋量子數I=1/2,其計算式可寫成(n+1).在乙醇分子中,亞甲基峰的裂分數由鄰近的甲基質子數目確定,即(3+1)=4,為四重峰;甲基質子峰的裂分數由鄰接的亞甲基質子數確定,即(2+1)=3,為三重峰.
(2)裂分峰的面積之比,為二項式(x+1)n展開式中各項系數之比.多重峰通過其中點作對稱分布,其中心位置即為化學位移.
例如,在化合物CH3CH2COCH3中,右側的甲基質子與其它質子數被三個以上的鍵分開,因此只能觀察到一個峰.中間的-CH2-質子則具有(3+1)=4重峰,且面積之比為1:3:3:1.左側甲基質子則具有(2+1)=3重峰,其面積之比為1:2:1.
§11-5 復雜圖譜的簡化方法
高級圖譜比一級圖譜復雜得多,具體表現在如下幾方面:
(1)由於發生了附加裂分,譜線裂分的數目不再像一級圖譜那樣符合(2nI+1)規律;
(2)吸收峰的強度(面積)比不能用二項式展開式系數來預測;
(3)峰間的裂距不一定等於偶合常數;多重峰的中心位置不等於化學位移值.因此,一般無法從共振譜圖上直接讀取J和值.
由於高級圖譜的解析比較復雜,在此不作介紹.
對於高級圖譜,通常可以採用加大儀器的磁場強度,去偶法,加入位移試劑等實驗手段進行簡化,下面將分別加以敘述.
一,加大磁場強度
偶合常數J是不隨外磁場強度的改變而變化的.但是,共振頻率的差值卻
隨外磁場強度的增大而逐漸變大.因此,加大外磁場強度,可以增加的值,直到,即可獲得一級圖譜,便於解析.這就是為什麼人們設法造出盡
③ 磁旋浮列車到浦東機場二號樓嗎
磁懸浮不直接到達浦東機場2號航站樓，步行過去也最多幾分鍾就到了，不遠的。
④ 買羊奶粉送磁旋攪拌器嗎
奶粉的贈品具體還是要看你在什麼地方購買，也是購買什麼產品品牌的奶粉，有的廠家為了促銷時會有一些贈品，但有的奶粉實惠送童童的奶粉或者是只會有優惠價格，沒有贈品這樣的，所以還是要去店裡具體看待。
⑤ 冰麗人乳癖磁旋貼有什麼治療吶
隨著社會壓力及生活壓力的增大，患有乳腺疾病的人群越來越多，其中女性患有乳腺疾病的即已達到99%，男性患有的也有1%，雖然乳腺疾病輕微的危機不到生命，一旦患有乳腺乳腺疾病就會連續發生並發症如乳腺炎症性疾病、乳腺良性病變、乳腺惡性腫瘤，如不正確治療都會危機生命。嚴重的惡化形成乳腺癌。及早發現治療，以下乳腺癌的一些表現：
1、部分早期乳腺癌患者雖然在乳房部尚未能夠觸摸到明確的腫塊，但常有局部不適感，特別是絕經後的女性，有時會感到一側乳房輕度疼痛不適，或一側肩背部發沉、酸脹不適，甚至牽及該側的上臂。
2、早期乳房內可觸及蠶豆大小的腫塊，較硬，可活動。一般無明顯疼痛，少數有陣發性隱痛、鈍痛或刺痛。
3、乳腺外形改變：可見腫塊處皮膚隆起，有的局部皮膚呈橘皮狀，甚至水腫、變色、濕疹樣改變等。
4、乳頭近中央伴有乳頭回縮。乳房皮膚有輕度的凹陷（醫學上叫做"酒窩症"），乳頭糜爛、乳頭不對稱，或乳房的皮膚有增厚變粗、毛孔增大現象（醫學上叫做"橘皮症"）
5、乳頭溢液：對溢液呈血性、漿液血性時應特別注意作進一步檢查。
6、區域淋巴結腫大，以同側腋窩淋巴結腫大最多見。鎖骨上淋巴結腫大者已屬晚期。
乳腺癌已成為當前社會的重大公共衛生問題。女性朋友更加註重自身乳房健康。避免乳腺疾病的發生，從乳腺呵護，保養，保健正確護理乳房健康。不是患有乳腺疾病就會發展成乳腺癌，但是乳腺癌都是由乳腺疾病發展而來，預防大於治療，
冰麗人乳癖磁旋貼，通過貼敷部位對人體乳房進行有效的生理調節，促進乳房神經的血液流通，改善乳腺各大疾病發生。
⑥ 中國除了高速磁旋浮列車還有哪幾個新式交通工具
由國防科技大學與中國中車唐山機車車輛有限公司牽頭研製的新型磁浮列車工程樣車運行試驗23日取得成功，時速可達160公里以上。本次運行試驗的成功，標志著我國已掌握中速磁浮交通關鍵技術。
向左轉|向右轉
這種兼具高速與中低速磁浮交通優點的新型磁浮列車，是一種方便快捷的綠色軌道交通工具，適合在城市群之間、中心城市和衛星城市之間和大城市中運行。
⑦ 動車是所說的磁旋浮列車嗎
完全不是一類車。動車指的是動車組列車，動車組列車是輪軌方式的軌道交通工具。磁懸浮列車是靠磁力懸浮於軌道上空，不與軌道接觸的非輪軌方式的軌道交通工具。目前我國只在上海有磁懸浮運營。
另外，通常所說的「輕軌列車」為城市軌道交通C類車，屬於輪軌方式。
⑧ 石家莊是不是就要通磁旋浮列車了啊
做夢呢，不過成是
輕軌列車
已經在規劃了2007年開始破土動工建設城市輕軌，其中石家莊市區將走地下出了市區將走地上，分五條線向四周的郊縣輻射出去，每天計劃進度是1-2公里，工期大概在10-15年左右。回答不完全正確哦，多看看報紙多關心石家莊.答案就在你身邊
⑨ 斯維科搖擺篩在篩分檸檬酸加上超聲波磁旋系統的篩分效果怎麼樣
樓上的說的不對，超聲波系統的問世本身就是一種科技的進步，並不是說不知道的就是沒有，超聲波磁旋系統是源自瑞士的超聲波技術，對於超聲波振動篩我不是太了解，但對於超聲波系統和超聲波磁旋系統我還是知道的，超聲波系統傳導出來的是直波，也就是說直上直下的振動波，而超聲波磁旋系統產生的是旋轉波，傳導能力是超聲波系統的2倍左右。
關於樓主的問題我能給出你答案，如果斯維科給你用的是超聲波磁旋系統他的成本會增加3倍左右，不是太難篩分的物料應該沒必要採用超聲波磁旋系統。
⑩ 磁旋浮力是個什麼概念它的原理是什麼
磁懸浮技術的系統，是由轉子、感測器、控制器和執行器4部分組成，其中執行器包括電磁鐵和功率放大器兩部分。假設在參考位置上，轉子受到一個向下的擾動，就會偏離其參考位置，這時感測器檢測出轉子偏離參考點的位移，作為控制器的微處理器將檢測的位移變換成控制信號，然後功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流，控制電流在執行磁鐵中產生磁力，從而驅動轉子返回到原來平衡位置。因此，不論轉子受到向下或向上的擾動，轉子始終能處於穩定的平衡狀態。