同济材料科学与工程-研究方法核磁共振

核核波谱NuclearMagnetic一、核 的基本原 吸收)1．原子核的自旋1．原子核的自旋I=0：16O、12C、32S、28Si等。无自旋现I1：1、31、7、1、7、27、H14很少于磁 。I=1/2：1H、19F、31P、13C等。适用于核 分析0核核 现拉拉摩尔频率020HH0：外加磁场强度自旋能级的裂分自旋能级的裂分H0：磁场强度核核现自旋核在外磁场的两种取向能量差E在外加磁场中电磁辐射与进动核的相互作用：ν0发生核磁发生核磁时的条件H2ν0：发 时射电频0H0 时的ν0与H0相对值不同。在相同的磁场中 方法测定重水中的H2O的含量，D2O和H2O的化学 020H发发生核磁时的条件0Hν0：发 时射电频率H0：磁场强度（高斯 2.6810802Hz发生核磁发生核磁时的条件ν0：发 时射电频0 2hH0h：普朗克常数6.63×10-对于同一种核，磁旋比值一定。当外加磁场一定时，共振频率也一定；当磁场强度改变 频率也随着改变 则为100MHz。即发 的频率ν0与磁旋比和外加磁场有关02Hhν0：发 时射电频H0：磁场强h：普朗克常数6.63×10-已知：1H的磁矩m=2.7931核磁子单位=5.05×10-27J/T，ν0=2×2.793×5.05×10-27×1.4902/(6.63×10-=60×106s-弛弛由于核磁中氢核发生时吸收的能量ΔE是很小的，因而跃迁到的能量的过程称为弛豫过程。自旋晶格弛豫（纵向弛豫自旋—自旋弛豫（横向弛豫核 分析中固体试样应先配成溶液效应和移磁；反之，效应越小，在较低的磁场强度处发生核磁。————————————————效应 效应 标准物质：四甲基硅烷(TMSCH3)4 TMS吸收峰位置（）确定为0位移的标准位移的标准 相对标准：四甲基硅烷Si(CH3)4（TMS）（内标）位移常数TMS=0为什么用TMS作为基准? 定TMS=0，其他种类氢核需需（TMSTMS106(常见基团中质子的 质子类别/质子类别/Ar-R2-RCH2-3-R3-O-=CH--0.5-≡C--Ar-R-4.5-R-2--0.5-R：烃基；Ar(1)诱导效应的影响（电负性电负性大的原子（或基团）与1H邻接时，其吸电子作用使氢核周围电子云密度降低，作用减少，吸收在较低场，即质子的化移向低场移动，值增大；/ppm(2)(2)共轭效应的影响（电负性(4)(4)化学键的各向 ，吸收峰位于低场；但在双键上下 于较高场；而在键上方的质子则处于较低场。（（3）磁各向异性效应 pm（（5）氢键的影响55．自旋偶合和自旋CH3CH2I的 H↑↑↑↓0↓↑0↓↓H0-自自旋-自旋偶合（自旋偶合自旋-自旋裂分（自旋裂分由于自旋- J0 核 图谱信息 移、偶合裂分、积分线化 或用质谱决定分子式：CHON 计算不饱和度U＝m+1-(n- ； 由（3）与（4）决定结构单 化化CHCH3CH2I的核谱积分线c:d=24:36 —CH3的质子峰-C=CH2中Ha和Hb而Hc在δ=3.6处的单峰是一个孤立的甲基，查阅 δ=0.9处的三重蜂是典型的同—CH2—δ=2.2处的三重峰是同羰基相邻的CH2δ1.7处产生12个峰，这是由于受两边的CH2及CH3的偶合裂分所致[（3+1）×（2+1）12]，但是在图中只观察到6个峰，这是由CHCHCH2X3?CH3X2CH3X3961 相对强度比为3:2:1=1:6:9好等于分子中的16个氢，所以推知3、2、1三组峰分别由1个，6—O—CH—O—CH2δ2(3.38)和δ11.37)—CH2CH3δ2(3.38)含有—O—CH2—)仪1.2.试液管6.四、四、核磁样品的固定频率的电磁波，该频率与外磁场之间的关系为=H0核核适当溶剂稀释或升温测谱。常用的溶剂有CHCl3、CDCl3、核核试验样品往也难分开，如辅以化移试剂来使被测物质的NMB用，并称具有这种功能的试剂为化移试剂，其特点是成本低，收效大。常用的化移试剂是过渡族元素或稀土元素的化移试剂：一些过渡族元素或稀土元素的络合物，Eu(fod)3、Eu(thd)3、Pr(fod)3五、NMR五、NMR种化合物，但如果与其他测 ，如元素分析、紫外、 分子NMR标准谱图主要由萨（Sadler）标准谱图集。使聚烯烃的鉴别NMRNMR谱在材料研究中的应2、化合物数均分子量的测基于端基分析的化合物数均分子量的NMR测定，往往无需标准校正，而且快速，尤其适用于线形分子的数均分子量的测定。现以聚乙二醇HO(CH2CH2O)nH为例，说明此法的实际应用。式可计算HO(CH2CH2O)nH的数均分子量MnMnn441822yx聚乙二醇HO(CH2CH2O)设它们的面积（或积分强度）均分子量Mn为Mnn441822yxyxNMRNMR谱在材料研究中的应3、共聚物组成的测对共聚物的NMR谱作了定性分析后，