Принципы магнитного резонанса

Ядерный магнитный резонанс, как и электронный парамагнитный резонанс, основан на одном и том же принципе магнитного резонанса. [c.253]

ПРИНЦИПЫ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА [c.497]

Основные принципы магнитного резонанса [c.13]

Принцип магнитного резонанса лежит в основе различных экспериментальных методов исследования твердого тела. Основные принципы магнитного резонанса являются общими для твердых тел и молекул. Если поместить ансамбль частиц, имеющих магнитный момент, в магнитное поле, энергетические уровни ядер и электронов в соответствии с эффектом Зеемана расщепятся на несколько подуровней. При поглощении энергии электромагнитного поля происходят переходы между этими подуровнями, а за счет процесса релаксации достигается равновесная заселенность спиновых подуровней. [c.82]

Такие явления, как электронный спиновый резонанс (ЭСР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), основаны на одном и том же принципе магнитного резонанса. Различие между обоими явлениями определяется величинами и знаками магнитных взаимодействий, что, естественно, приводит к различию используемых методик эксперимента. В этой главе изложена идея методов, основанных на явлении магнитного резонанса, и рассмотрены условия, необходимые для успешного проведения экспериментов. [c.11]

II. В высокочастотной области, соответствующей колебательным движениям малых и даже очень малых групп (атомы водорода, отдельные электроны), зондирование структуры основано на несколько ином принципе. Возникновение организованных, в первую очередь кристаллических, структур сразу же резко ограничивает подвижность наблюдаемых при соответствующей частоте групп. По аналогии с температурными искажениями релаксационного спектра это должно приводить к смещению или размазыванию резонансных линий. В радиочастотном диапазоне это может быть расширение линий протонного магнитного резонанса при введении в полимер. электронного парамагнитного зонда — какого-либо устойчивого свободного радикала— характер его ЭПР-сигнала меняется в зависимости от плотности окружения, т. е. от того, находится ли он в кристаллической, жидкокристаллической или изотропной (аморфной) области. В оптическом диапазоне по тем же причинам могут изменяться форма, положение и интенсивность полос колебательных спектров (часто приходится, например, встречаться с термином кристаллическая полоса ). Можно вводить в-полимер электронный зонд— люминофор (например, антрацен) и по изменениям спектральных характеристик поляризованной люминесценции снова судить о подвижности или плотности тех участков, в которых расположен люминофор. [c.54]

Устройство спектрометров ЯМР имеет в своей основе возможность выполнения условий ядерного магнитного резонанса (1.10), и при рассмотрении в гл. I (1.3) принципов реализации этих усло- [c.44]

Принцип получения спектров ядерного магнитного резонанса такой же, как при ЭПР спектроскопии. Изменение энергии в этом случае связано с магнитными свойствами ядер. Однако вследствие того что абсолютная величина ядерного спина в несколько раз меньше, чем электронного, при той же самой напряженности внешнего магнитного поля ядерный резонанс наблюдается при значительно более низкой частоте радиоволн, чем электронный. [c.65]

Прежде чем перейти к рассмотрению принципов метода ядерного магнитного резонанса, кратко остановимся на магнитных свойствах атомных ядер. [c.11]

Ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс имеют много общего. Последний подробно рассмотрен в гл. V. Поэтому ниже лишь кратко описана суть ЯМР. При этом основное внимание уделено явлениям, специфичным для ядерного магнитного резонанса. Подробное изложение принципов ЯМР можно найти в специальной литературе, приведенной в конце текста. [c.115]

Созданы электромагнитные томографы, работающие на принципе ядерного магнитного резонанса, характеризующегося появлением частотно-избирательных эффектов, поглощения и излучения электромагнитной энергии ядрами вещества, находящегося в магнитном поле. Причина магнитного резонанса в том, что ядра некоторых атомов (водород, фтор, фосфор и др.) обладают положительным моментом, который взаимодействует с приложенным магнитным полем. Магнитный резонанс своим происхождением обязан существованию у этих ядер одновременно электростатического и механического моментов. [c.63]

И принципы работы приборов значительно сложнее, чем в масс-спектрометрии, а книга наша посвяш ена прежде всего сахарам. С другой стороны, по спектроскопии ЯМР имеется очень много доступных книг самого различного уровня — от популярных до весьма фундаментальных . Поэтому мы здесь ограничимся лишь самым поверхностным описанием спектроскопии ядерного магнитного резонанса, причем только резонанса на протонах (спектроскопия ПМР). [c.76]

ЯМР-влагомеры. Принцип их действия заключается в резонансном поглощении энергии высокочастотного электромагн. поля входящими в состав воды ядрами водорода в постоянном магн. поле (см. Ядерный магнитный резонанс). Величина поглощенной энергии служит мерой влажности материала. Достоинства этих В. высокая избирательность и возможность бесконтактного измерения. Кроме того, анализируя резонансную кривую поглощения, можно определять также характер взаимод. влаги с в-вом, т. к. ширина кривой изменяется при переходе от своб. влаги к адсорбированной. Диапазон измерения концентраций от [c.390]

ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ЯДЕРНОМУ МАГНИТНОМУ РЕЗОНАНСУ В КОНДЕНСИРОВАННОЙ СРЕДЕ И ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА СПЕКТРОМЕТРА ЯМР [c.22]

В гл. II мы ввели простые правила, которые позволяют непосредственно определить химические сдвиги и константы спин-спинового взаимодействия по форме мультиплетов, наблюдающихся в спектрах ядерного магнитного резонанса. Уже отмечалось, что ати правила имеют ограниченную область применения, так как они описывают частные случаи на основе общей теории анализа спектров ЯМР при использовании ряда упрощающих предположений. Таким образом, необходимо рассмотреть полный формализм, и в этой главе мы детально разовьем общий подход к анализу спектров ЯМР. Во-первых, мы попытаемся изложить важнейшие принципы далее мы рассмотрим индивидуальные типы спектров и в конце главы дадим ряд важных обобщений. Однако при этом мы ограничимся рассмотрением наиболее часто встречающихся спиновых систем, поскольку исчерпывающий анализ вопроса лежит вне рамок учебника. [c.142]

Центральная проблема, обсуждаемая в настоящей главе, формулируется следующим образом как можно получить спектральные параметры— химические сдвиги и константы спин-спинового взаимодействия — из спектров ядерного магнитного резонанса Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо знать принципы расчета спектров ЯМР высокого разрешения. Поэтому вначале мы ответим на вопрос каким образом можно определить частоты и интенсивности линий спектра, если известен набор химических сдвигов и констант спин-спинового взаимодействия Итак, прежде чем рассмотреть анализ спектров, нам необходимо понять, как происходит синтез спектров. [c.142]

Наличие у ядер спина не может быть объяснено с помощью классической механики проблема расчета спектров ядерного магнитного резонанса может быть решена только с помощью квантовой механики. В этой главе мы введем необходимые принципы и методы квантовой механики, причем сделаем это без доказательств, поскольку, с одной стороны, мы не можем предполагать, что читатель детально знаком с теорией, но, с другой стороны, хотели бы дать как можно более полное представление о формализме. Впрочем, наш подход имеет и то обоснование, Что квантовая механика исходит из постулатов, которые не [c.143]

Ядерная химия играет очень важную роль в аналитических применениях и при идентификации различных частиц. В какой-то мере с этим связана и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопия). Мы не собираемся здесь рассматривать довольно сложную экспериментальную технику этого метода, а остановимся лишь на его принципах. Они основаны на том, что атомное ядро обладает магнитными свойствами, зависящими от его состава и окружения в молекуле. Ограничимся простейшим атомом— водородом — и покажем, как можно отличить атомы водорода в метане СН4 от атомов водорода в бензоле С Н , пользуясь методом ЯМР-спектроскопии. [c.429]

В органической химии в настоящее время наиболее широко применяется ядерный магнитный резонанс на протонах — протонный магнитный резонанс — ПМР. В дальнейшем изложение ограничивается разбором основных принципов использования спектров протонного магнитного резонанса. [c.97]

Рассмотреть основные принципы важнейших методов молекулярной спектроскопии спектроскопии в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях, инфракрасной (ИК) спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР, или рамановской спектроскопии), спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах и масс-спектрометрических методов. [c.146]

В принципе можно поместить вещество в магнитное поле постоянной напряженности и затем наблюдать спектр так же, как инфракрасный или ультрафиолетовый, пропуская через вещество излучение постепенно меняющейся частоты и отмечая частоту, при которой происходит поглощение. На практике, однако, оказалось более удобным сохранять постоянной частоту излучения и изменять напряженность магнитного поля при какой-то напряженности магнитного поля энергия, необходимая для поворота протона, соответствует энергии излучения, происходит поглощение и наблюдается сигнал. Такой спектр называется спектром протонного магнитного резонанса (ПМР), а в общем случае — спектром ядерного магнитного резонанса (ЯМР) (рис. 13.3). [c.404]

Метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса (метод ЯМР) в принципе применим для обнаружения, выяснения положения в молекуле и количественного определения Щ (и Н), и а также комбинированных меток типа — С, и т. п. Метод не требует никакой химической обработки меченого соединения и даже его выделения в особо чистом состоянии интерпретация основывается на результатах исследования немеченого соединения в тех же условиях тем же методом. Метод находит все более широкое применение, что связано с растущей доступностью соответствующих приборов, особенно для определения С. Метод ЯМР может не только заменить радиоизотопный метод, но и обеспечить информацией, не доступной при использовании других методов. Поэтому широкое внедрение метода ЯМР привело [c.475]

Учебное пособие, в котором изложены принципы и практика применения трех основных спектроскопических методов, широко используемых в органической химии ядер-ного магнитного резонанса, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии. Большое достоинство данной книги состоит в том, что в ней рассматривается совместное применение всех трех спектроскопических методов для установления структуры органических соединений, чего нет ни в одной известной монографии в этой области. Приведены многочисленные примеры с подробным разъяснением спектров. [c.4]

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), основанный на этом принципе, был предложен в 1946 г. [c.226]

Следует заметить, что принципы фурье-спектроскопии не ограничены ядерным магнитным резонансом. Те же принципы применимы и в других областях спектроскопии, включая ЭПР и вращательную микроволновую спектроскопию [1.56], ядерный квадру-польный резонанс [1.57], импульсную оптическую спектроскопию и ион-циклотронный резонанс [1.58]. [c.25]

В спектрометрии ЯМР- С могут быть применены те же общие принципы, которые используются при корреляции структуры с химическим сдвигом в ПМР-спектрометрии. Например, можно показать (рис. 8.10), что алканы имеют сигналы атомов углерода (в интервале б от —10 до +35 м. д.) в более сильном поле, чем сигналы атомов углерода алкенов (б от 100 до 165 м. д.). Следует вспомнить, что протоны алканов дают сигналы в более сильном поле, чем олефиновые протоны. Далее, электроотрицательные атомы (например, Ы, О) вызывают появление сигналов непосредственно с ними связанных атомов углерода в более слабом поле по сравнению с алканами та же самая общая тенденция существует и в протонном магнитном резонансе. [c.502]

Параметрические радиоволновые методы дают возможность обнаруживать лишь довольно грубые неоднородности (дефекты), такие, как, например, металлические включения в диэлектрике, и вследствие этого имеют ограниченную область применения, исключение составляют дефектоскопы, построенные на принципах ядерных магнитных резонансов. [c.153]

Ядернын магнитный резонанс (ЯМР). как и ЭПР, основан на принципе магнитного резонанса. Поглощение радиочастотной энергии происходит при переходе ядра с более низкого энергетического уровня на более высокий. Прп этом имеют место два типа релаксационных процессов спин-решеточная релаксация с временем 7 а спин-спиновая с временем Гг. Явлення первого типа охватывают различные процессы обмена энергией между спиновой системой и решеткой, объединяющей все остальные (кроме спнновых) степени свободы. Ti может достигать нескольких часов и зависит от типа ядер и характера молекулярного движения. Спин-спнновая релаксация заключается в обмене энергией между спинами ядер одного типа. Время спин-спиновой релаксации всегда меньше Т[. Оба релаксационных процесса влияют иа время 12в [c.128]

Основные принципы магнитного резонанса можно понять в рамках классической физики при условии, что введены дополнительные предположения, отражающие квантовомеханические свойства системы, поэтому далее для описания резонансньтх явлений часто используется квазиклассическое приближение, благодаря его наглядности и простоте. [c.13]

Ядерный магнитный резонанс веществ, находящихся в растворе, позволил исследовать параметры спектра и получил название ЯМР-сиектроскопии высокого разрешения. К середине 50-х годов-были разработаны теоретические принципы применения метода для самых разнообразных задач химии. В настоящее время быстро развивающаяся техника и методы эксперимента в ЯМР-спектроско-пни выявили необходимость использования импульсных методов, наряду со стационарными. Разработка серийных устройств, регистрирующих спектры высокого разрешения методом Фурье преобразования, дало возможность сократить время эксперимента и в ряде случаев получать более обширную информацию по сравнению с неимпульсными методиками. Метод ЯМР (как в импульсном, так и в стационарном варианте) позволяет определить константы равновесия, константы скоростей и термодинамические хара ктеристики процессов комнлексообразования, конформационных переходов и протонного обмена. [c.253]

Хотя методы ЯМР и ЭПР основываются, вообще говоря, на одних и тех же принципах изучения резонансных переходов между, зеемановскими уровнями спиновых систем, количественные различия в абсолютных значениях магнитных моментов и их знаках, а также различный характер изучаемых объектов и решаемых задач обусловливают то, что эти методы развивались практически независимо и имеют существенные отличия в теории и экспериментальном воплощении. В то же время есть ряд аспектов, где явления ядерного и электронного магнитного резонанса тесно переплетаются. Это прежде всего методы множественного резонанса, например двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР). Проще рассматривать совместно также химическую поляризацию ядер и электронов и т. д. [c.7]

Ядерный магнитный резонанс. Основные принципы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) такие же, как ЭПР, а главное отличие состоит в том, что в эксперименте контролируется обращение магнитных моментов ядер. Каждое ядро характеризуется спиновым квантовым числом /, которое может принимать значения О, /2, /2, [c.250]

Согласно принципу неопределенности Гейзенберга АхАЕ = Н, время жизни в данном энергетическом состоянии влияет на определенность значения энергии в этом состоянии. Следовательно, от величины Г] должна зависеть ширина резонансной линии. Поглощенная энергия может передаваться частицами не только за счет теплового движения, но и за счет так называемого спин-спинового взаимодействия. В ядерном магнитном резонансе такое взаимодействие обычно наблюдается у связанных друг с другом частиц с магнитным спином. На каждый магнитный момент ядра действует не только постоянное магнитное поле Но, но и слабое локальное поле Ялок, создаваемое соседними магнитными ядрами. Магнитный диполь на расстоянии г создает поле (х/г , для протона это поле равно 14 Э на расстоянии 1 А. С ростом г напряженность поля Ял( быстро падает, так как существенное влияние могут оказывать только ближайшие соседние ядра. По величине разброса локального поля Н ак при помощи уравнения резонанса можно найти разброс частот ларморовой прецессии [c.256]

После того как было изучено регулярное строение натурального каучука, исследователи неоднократно предпринимали попытки синтезировать полимеры, которые бы обладали сходными с ним структурой и свойствами. Многочисленные опыты полимеризации диенов дали интересные результаты, позволившие сделать теоретические выводы о влиянии температуры, инициаторов и роли поли-меризационной среды на способ соединения молекул мономера в цепи. Так, например, была высказана мысль о том, что более высокая температура способствует присоединению мономера по принципу А-Цис, а более низкая — по принципу , А-гранс это объяснялось различием в свободных энергиях активации этих типов реакций. И хотя долгое время не удавалось доказать справедливость этой гипотезы для полимеризации диенов, именно благодаря ее использованию был достигнут дальнейший прогресс в области получения полимеров с регулярной молекулярной структурой. Только недавно, с применением высокочувствительных физических методов, в особенности ядерного магнитного резонанса, было установлено, что при полимеризации виниловых мономеров с заместителями, имеющими большой объем, в условиях низких температур образуются соединения с повышенным содержанием фракций син-диотактической структуры. [c.8]

Таким образом, в английское издание включены основны физические принципы ЯМР-ФП — в гл. VII, а в гл. IX дан общее представление об экспериментальном его аспекте. Успе хи, достигнутые в области углеродного магнитного резонанс в результате использования метода ФП, обусловили такж переработку гл. X. Наконец, в гл. IX были также включен краткие общие сведения о новых достижениях в области ЯМ твердых тел и ЯМР-интроскопии. Могло показаться желател ным включение сведений о ЯМР других ядер, таких, как 81 и им подобных, поскольку в последнее время исследовани в этих областях развиваются очень активно. Однако этого нел1 зя сделать в книге ограниченного объема, носящей характе введения в ЯМР. Она должна концентрировать внимание н тех ядрах, которые наиболее широко используются в исслед( ваниях ЯМР. Еще одно изменение по сравнению с первым и данием состоит в том, что система физических единиц СИ был принята повсеместно в книге. [c.8]

Работа над этой монографией имеет долгую историю, и то, во что она в конце концов вылилась, никак нельзя было предугадать заранее. Сначала мы намеревались составить краткий обзор последних достижений в двумерной ЯМР-спектроскопии. Однако это очень скоро переросло свои первоначальные замыслы. Мы пришли к тому, к чему и должны были прийти в основе всех проявлений магнитного резонанса лежат одни и те же принципы независимо от того, исследуются ли они с помошью одно- или двумерной спектроскопии. [c.10]

Переход в сильные магнитные поля и соответствующее повышение частоты регистрации (<о) в спектрометрах магнитного резонанса в принципе должны приводить к улучшению основных характеристик чувствительности и разрешающей способности. Так, в спектрометрах ЭПР чувствительность оказывается пропорциональной <и , где а принимает значение от —1/2 до —9/2 в зависимости от условий регистрации [1]. Из условия л4агнитого резонанса (о=-(Н видно, что для центров различной природы, отличающихся величиной гиромагнитного отношения, значения резонансных полей при фиксированной частоте отличаются тем сильнее, чем больше зта частота. [c.175]