Спин-резонансная спектроскопия

Спин-резонансная спектроскопия [c.474]

При любом движении электрического заряда возникает магнитное-поле. Не представляет исключения и спин электрона — электрон создает магнитное поле, соответствующее магнитному моменту, который должен быть у вращающегося отрицательного заряда электричества. Вращающийся электрон можно представить себе как крошечный магнит, который может ориентироваться в магнитном поле таким образом, что составляющая момента количества движения, имеющая направление вдоль поля, равна -Ьцв или —цв, где цв —магнетон Бора = 0,927- 10- Дж-Т- (джоуль тесла- = 10 эрг - гаусс" ). Спин электрона в магнитном поле может измениться и приобрести отрицательную ориентацию вместо положительной, если электрон поглотит микроволновое излучение, имеющее соответствующую частоту. На этом основан метод электронно-спиновой резонансной спектроскопии (электронного парамагнитного резонанса, ЭПР) после 1945 г. этим методом получена огромная информация об электронных структурах. [c.111]

Уровни сверхтонкой структуры обусловлены наличием собственных моментов (ядерных спинов) у атомных ядер (табл. 14.3). Разности энергий этих уровней очень малы, составляя от десятимиллионных до стотысячных долей электрон-вольта (от тысячных до десятых долей обратного сантиметра). Переходы между такими уровнями лежат в основе группы радиоспектроскопических (спин-резонансных) методов анализа спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), ядерного магнитного резонанса (ЯМР), ядер-ного квадрупольного резонанса (ЯКР) и др. [c.335]

Атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами. Это свойство используют в технике магнитной резонансной спектроскопии наложение магнитного поля на ядра и электроны приводит к расщеплению квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней (расщепление Зеемана). Относительно направления приложенного магнитного поля магнитный момент ориентируется в определенных направлениях, отличающихся по магнитной энергии. Наряду с магнитным моментом, ядра и электроны имеют спиновый момент количества движения. Компонент момента количества движения вдоль направления приложенного магнитного поля является целым или полуцелым числом, кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2ц). Ядро (или система электронов) со спином / (или 5) могут иметь только 2/ -Ь 1 различных ориентаций в постоянном магнитном поле и, следовательно, 2/ +1 состояний с различной магнитной энергией. Переходы магнитного момента между этими состояниями, сопровождающиеся резонансным поглощением магнитной энергии, происходят под действием излучения соответствующей частоты и поляризации. Наблюдая интенсивности и частоты резонансного поглощения в исследуемом материале, можно установить детали окружения ядер и электронов. Так как большинство веществ, представляющих интерес в гетерогенном катализе, является твердыми телами, в последующем изложении будет обращено особое внимание на магнитный резонанс в твердых телах. [c.9]

Атомами, имеющими ядерный спин, и обычно входящими в состав органических соединений, являются водород и азот. Существует общее правило, согласно которому элементы (за исключением дейтерия и азота) с четным массовым числом не имеют спина. Большинство измерений ЯМР проведено на атомах водорода, и поэтому указанный метод иногда называют протонной магнитной резонансной спектроскопией. [c.52]

Различные методы изучения механизма катализа сильно отличаются по степени общности и однозначности. Наряду с такими методами, как, например, изотопные, которые в разных вариантах дают очень большую и важную информацию о процессах и о катализаторах, применяются и узко специализированные методы. Примером их может, например, служить метод у-резонансной спектроскопии Мессбауэра [20]. Ближе к катализу и шире радиоспектроскопические методы — ЭПР [9.1, 22] и ЯМР [ 3]. Опи регистрируют такие важные свойства, как наличие неспаренных электронов, т. е. в большинстве случаев наличие свободных атомов и радикалов, симметрию строения и квантовые особенности систем. ЭПР позволяет также определять ряд интересных особенностей радикалов и их окружение и совершенно не реагирует на большую часть других особенностей системы. Метод ЯМР применим непосредственно только к определенным элементам, имеющим в составе изотопы с нечетным числом спинов ядра. Для этих элементов его информация очень ценна. [c.14]

Перспективным является применение изотопных технологий в медицине [8]. Масштаб их использования иллюстрируется следуюш ими статистическими данными в США проводится более 36 тыс. медицинских процедур в день и около 100 млн лабораторных тестов в год с применением изотопов. Наиболее широко распространены процедуры, связанные с компьютерной томографией и введением терапевтических агентов. В ядерной медицине основной метод получения изображений с помош,ью стабильных изотопов — магнитно-резонансная спектроскопия на ядрах Н. Однако есть еш,ё несколько стабильных изотопов, имеюш,их спин и чётность 1 /2 + ( Не, С, Р [c.12]

Применение ядерной гамма-резонансной спектроскопии для исследования вещества в конденсированном состоянии основано на некотором изменении ядерных энергетических уровней (в исследуемом образце по сравнению с источником) в зависимости от электромагнитного поля на ядре. Одной из причин такого изменения является различие электронной плотности (5-электро-нов) вблизи ядра, связанное с окислительным состоянием атома и приводящее к сдвигу энергии поглощаемого фотона по отношению к испущенному (химический сдвиг). Другим фактором, определяющим вид спектра поглощения у-излучения, является расщепление энергетических уровней (квадрупольное расщепление) в ядрах со спином > /2 под действием электрического поля, вызванного асимметричностью окружения атома в веществе, которое приводит к появлению дублетных линий в ЯТР спектрах. Величина квадрупольного расщепления позволяет определить тип ближайшего координационного окружения поглощающего атома. Еще один наблюдающийся в таких спектрах вид расщепления линий резонансного поглощения связан с расщеплением в магнитном [c.269]

Перспективным является применение изотопных технологий в медицине [8]. Масштаб их использования иллюстрируется следующими статистическими данными в СГЦА проводится более 36 тыс. медицинских процедур в день и около 100 млн лабораторных тестов в год с применением изотопов. Наиболее широко распространены процедуры, связанные с компьютерной томографией и введением терапевтических агентов. В ядерной медицине основной метод получения изображений с помощью стабильных изотопов — магнитно-резонансная спектроскопия на ядрах Н. Однако есть ещё несколько стабильных изотопов, имеющих спин и чётность 1/2 + ( Не, С, и др.), которые можно использовать для клинических исследований с помощью ядерной магнитно-резонансной спектроскопии. В последние годы интенсивно ведутся исследования возможностей применения Не и Хе для [c.12]

Двойной резонанс. Методика спектроскопии ЯМР, используемая для упрощения спин-спинового расщепления (т. е. понижения мультиплетности, обусловленной спин-спиновым взаимодействием). Она осуществляется путем облучения образца (радио) частотой, соответствующей резонансной частоте одного из ядер, вовлеченных в спин-спиновое взаимодействие в условиях обычного эксперимента Результат этого двоякий 1) исчезновение [c.577]

В заключение мы обсудим два механизма спин-спинового взаимодействия, которые играют лишь ограниченную роль или совсем не осуществляются в спектроскопии ЯМР высокого разрешения. Первый представляет собой прямое магнитное взаимодействие ядерных моментов через пространство, уже упоминавшееся раньше (разд. 3, гл, I). Его также называют диполь-дипольным или просто диполярным спин-спиновым взаимодействием. Как показывает качественное рассмотрение, это взаимодействие ведет к расщеплению резонансного сигнала на величину АВ [c.137]

Очевидно, однако, что изменяя спектр посредством подавления спин-спинового взаимодействия, мы теряем некоторое количество данных, а именно информацию, содержащуюся в константах спин-спинового взаимодействия. Поэтому обычно в спектроскопии на ядрах С измеряют только химические сдвиги. В отличие от спектроскопии ЯМР на ядрах Н, эти химические сдвиги легко идентифицируются и считываются непосредственно из спектра. Между прочим, тот факт, что при подавлении спин-спинового взаимодействия также искажаются интенсивности сигналов, является единственной причиной того, почему в спектрах ЯМР на ядрах С не измеряют интегральные величины сигналов (трудность связана с ядерным эффектом Оверхаузера, ЯЭО] см. разд. 9.3.2, Интенсивность резонансных сигналов , с. 224, и рекомендуемую литературу). [c.211]

Механика как ларморовской прецессии, так и взаимодействия спина с полем излучения в спектроскопии ЭПР в точности аналогична механике, описанной в разделе II, А, 1 для метода ЯМР. Попутно отметим, что аналогичные резонансные явления невозможны для электрических диполей, ориентирующихся в электрическом поле под влиянием переменного электрического поля, так как электрический дипольный момент, обусловленный электронами, может принимать в статическом электрическом поле произвольные ориентации. Ясно выраженного поглощения энергии здесь происходить не будет. [c.63]

Б этом выражении —магнитное квантовое число спина S, и для одноэлектронной системы Ms = 1/2. В ЭПР-спектроскопии наблюдается резонансное поглощение АЕ = Л v, соответствующее переходам между двумя состояниями. Следовательно, [c.420]

С другой стороны, р-электроны атомов и соответствующие тг-электроны молекул, имеющие квантовое число 1=1, обладают и орбитальными и спиновыми моментами. Но результирующий магнитный момент равен нулю не только у систем с двумя 5 - и шестью /1-электронами, образующими нормальный стабильный октет, как в структурах инертных газов, но также у систем с двумя 5- и двумя р-электронами, которые в спектроскопии обозначаются как зРо. Такие системы имеются у атомов углерода, олова и свинца. С другой стороны, системы, содержащие четыре р-электрона, как в атомах кислорода и серы, могут обладать результирующим моментом. Одно из нормальных спектроскопических состояний атома кислорода, а именно, состояние Рг соответствует атому, имеющему магнитный момент. С химической точки зрения существенно, что те атомы и молекулы, которые содержат нечетное число электронов, имеют некомпенсированный электронный спин и поэтому должны обладать результирующим магнитным моментом. Возможные значения магнитного момента любой такой системы строго ограничены они определяются квантовыми законами. Резонансные взаимодействия между электронными группами и обменная энергия образования связей не влияют на эти значения. Как будет показано на стр. 34-41, только те вещества, которые обладают постоянными магнитными моментами, обнаруживают парамагнитные свойства. Поэтому для всех органических соединений и других производ- ных легких элементов парамагнетизм можно рассматривать как физическое свойство, являющееся индикатором на свободные [c.30]

Приведенное ниже обсуждение позволит более четко уяснить связь между магнитно-резонансным поглощением ядер и другими типами спектроскопии. Многие атомные ядра обладают свойствами заряженных вращающихся теп, причем вращение заряда приводит к магнитному моменту, направленному вдоль оси вращения. Ядра, которые представляют особый интерес для химиков-органиков (Н1, С1з, N15 и Р1 >), имеют спин I, равный 1/2. Это означает, что величины их магнитных моментов в данном направлении могут иметь только два значения, равные по величине, но противоположные по знаку, соответствующие спиновым квантовым числом - - 1/2 и —1/2- Таким образом, если ядра помещены в магнитное поле Н с направлением г, то они могут быть расположены только по направлению поля = -Ь 1/2) или против него (/ = — /г) Как и в случае стрелки компаса в магнитном ноле Земли, наиболее выгодным является направление, совпадающее с направлением поля. Разность энергий между этими двумя состояниями ЛЕ должна быть пропорциональна напряженности поля Я, действующего на ядро. АЕ равна укН/2л, где /I константа Планка, а V — константа пропорциональности, характерная для каждого типа ядра (Н1, С1з, N15 и т. д.). Диаграмма энергетических уровней для системы магнитных ядер со спином 1/2 приведена на рис. 2-13. [c.49]

Спектры ЯМР Н, как правило, очень сложны, что обусловлено спин-спиновыми взаимодействиями протонов, приводящими к размытым резонансным областям. Как будет показано ниже, в спектроскопии ЯМР С дело обстоит значительно проще, поскольку спин-спиновые расщепления здесь обычно отсутствуют. [c.15]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) представляет собой наиболее широко внедрившийся в практику органической химии вид радиочастотной спектроскопии. Она основана на существовании у ядер ряда изотопов собственного спина, сопряженного с наличием ядерного магнитного момента . При наложении внешнего постоянного магнитного поля возможно несколько квантовых состояний (для спинового числа 1/2 их два) ориентации ядерного спина относительно направления внешнего магнитного поля. Энергетические уровни этих квантовых состояний несколько различаются и поглощение кванта электромагнитной энергии соответствующей частоты обусловливает переход с более низкого энергетического уровня на более высокий. Указанная частота о, называемая резонансной, характерна для ядра каждого данного изотопа и дается соотношением [c.216]

Метод ЭПР-спектроскопии чрезвычайно чувствителен при обнаружении свободных радикалов. В благоприятных условиях легко может быть зафиксировано наличие свободных радикалов при их концентрации, составляющей 10"1 М. Идентификацию свободных радикалов простых углеводородов часто удается осуществить путем анализа тонкой структуры их спектров, возникающей при спин-спиновом расщеплении на протонах, расположенных достаточно близко к центрам, на которых распределен неспаренный электрон. Большое число водородов в трифенилметильном радикале и их расположение в орто-, мета- и пара-положениях приводит к чрезвычайно сложному ЭПР-спектру, в котором обнаруживается по крайней мере 21 линия. Другие радикалы могут дать более простые спектры. Спектр метильных радикалов, генерируемых в иодистом метиле рентгеновским излучением при —196 °С, содержит 4 резонансные линии в соответствии с ожидаемым для взаимодействия электрона с п+1 протонами (см. 1, разд. 2-6,В). [c.365]

К сожалению, прямое наблюдение резонансных сигналов других изотопов, среди которых резонанс может играть весьма важную роль для ЯМР-спектроскопии органических соединений, представляет большие экспериментальные трудности. Однако недавно открытая возможность измерения химических сдвигов ядер, обладающих спин-спиновой связью с протонами, методом двойного ядерного резонанса при наблюдении протонных спектров соединений [92, 93] открывает перспективу значительного расширения в будущем этой области исследования. [c.95]

ЯМР-СПЕКТРОСКОПИЯ. Наличие фтора можно показать с помощью ЯМР-спектроскопии либо прямым наблюдением за ядром фтора, либо паблюдепием за расщеплением сигналов протона под действием ядра фтора. Резонансная спектроскопия фтора в данной книге не обсуждается, хотя можно сослаться на гл. 29. Некоторые типичные константы спин-спинового взаимодействия ядер водорода и фтора приведены в табл. 6-2. Влияние галогенов на химические сдвиги протонов обсуждается в гл. 29. [c.245]

ЯМР-спектроскопия является одним из наиболее современных методов исследования строения органических соединений. В дополнение к электронной и колебательной спектроскопии ЯМР-метод, относящийся к резонансной спектроскопии, позволяет решать наиболее тонкие вопросы структурной химии, в частности вопросы электронного состояния атомов в молекуле. Метод пригоден для исследования молекул, в состав которых входоГг атомы с нечетным числом протонов или нейтронов. Такие ядра обладают ядерным спином и являются парамагнитными. В табл. 4.3 приведены свойства ядер некоторых атомов. [c.118]

Все методы оптической и радиоспектроскопии основаны на изучении поглощения электромагнитного излучения веществом. Вследствие этого каждый спектральный метод характеризуется соответствующей областью спектра электромагнитного излучения. Кроме того, каждый метод связан с определенными превращениями в структуре вещества при поглощении соответствующей энергии электромагнитного излучения. Так, ядерная гамма-резонансная спектроскопия (ЯГР — эффект Мессбаузра) основана на резонансном рассеянии гамма-излучения ядрами. Методы ЯМР и ЭПР основаны на поглощении электромагнитного излучения при изменении ориентации соответственно ядерного и электронного спина. Методы инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии основаны на изменении колебательных движений ядер и электронных состояний молекул при поглощении электромагнитного излучения. [c.21]

В отличие от случая гамма-резонансной спектроскопии для наблюдения ЯКР необходимо, чтобы квадрупольное расщепление имело место уже в основном состоянии ядра. Это возможно только если спин ядра / > 1 (в противном случае квадрупольный момент ядра Q = 0), так что практическое наблюдение эффекта проводится только на изотопах ядер с таким спином. Больще всего измерений спектров ЯКР приходится на ядра хлора с / = /г, брома (7 = 72), пода (/ = /2), сурьмы (/ = 72), есть измерения для кобальта, марганца, рения (см. [348—351]). [c.187]

Спектры атомов. При сообщении атому энергии изменяется по крайней мере одно квантовое число. Появляющиеся при этом сигналы относятся к видимой (800—200 нм) и рентгеновской (1 —10 А) областям спектра. В рентгеновской области спектра для аналитических целей используют сигналы, связанные с изменением главного квантового числа п. Интересные для аналитиков оптические спектры связаны в основном с изменением побочного квантового числа I (наряду с изменением и или т ). Ввиду большего разнообразия переходов оптические спектры имеют значительно большее число линий, чем рентгеновские. Если вырождение спинового момента электрона /Пз снимается внешним магнитным полем, то становятся возможными энергетические переходы с изменением т , дающие сигналы в микроволновой области (10 —10 Гц). Эти сигналы образуют спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Атомное ядро подобно электрону может обладать собственным вращательным моменгом, ядерным спином. Воздействие внешнего магнитного поля также снимает его вырождение, что делает возможным энергетические переходы в области радиочастот (10 —10 Гц). Получающиеся при этом спектры называют спектрами ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оба метода, ЭПР и ЯМР, относят к резонансной магнитной спектроскопии [c.177]

Ясно, что этот эксперимент может также приводить к переносу поляризации, но степень переноса будет зависеть от специфического расположения векторов намагниченности, относящихся к компонентам мультиплета, во время второго импульса. Оно в свою очередь зависит от резонансных частот сигналов S и длительности ij. Таким образом, мы имеем основу для двумерного эксперимента амплитуда сигнала I, детектируемая в течение времени ij, будет модулироваться как функция на резонансных частотах спинов S. Приведенная выше схема составляет фундамент гетероядерной корреляционной спектроскопии. Другой путь рассмотрения этой последовательности состоит в сравнении с OSY. Единственная разница заключается в том, что перенос когерентности после второго импульса распространен на другое ядро с помощью одновременного импульса на частоте этого ядра. Таким образом, видно, что все эксперименты в гл. 6, 8 (исключая NOESY) и 9 основаны на одном и том же явлении переносе когерентности между взаимодействующими спинами, который проще всего можно понять в контексте SPI. [c.349]

Теперь мы в принципе готовы рассчитывать собственные зна чения для любых спиновых систем с помощью уравнения (V. 2) правил, сформулированных в уравнениях (V. 11), и свойств вол новых функций аир, определенных уравнениями (V. 12). Важ но, впрочем, подчеркнуть, что с помощью развитого выше фор мализма могут быть определены только относительные энерги собственных состояний спиновой системы. Мы практически уст ранили вопрос об абсолютных энергиях, введя резонансные час ТОТЫ и константы спин-спинового взаимодействия /, , ка феноменологические параметры. Эта процедура обходит значр тельно более серьезные трудности абсолютного расчета спект ральных параметров, при котором возникают те же затруднени5 как и при точном решении проблемы химической связи, так каь прежде чем вычислять константы экранирования в магнитно поле и константы спин-спинового взаимодействия, следует ре шить уравнение Шредингера для невозмущенных молекул. О нако знание относительных энергий собственных состояний си стемы — это все, что необходимо в спектроскопии ЯМР, та как спектральные частоты зависят только от разности энерги собственных состояний. Далее мы проведем расчет для некотс рых простых спиновых систем с использованием основ, развиты выше, и по ходу изложения будем вводить дополнительны важные правила. [c.148]

Точное измереинс частот скрытых резонансных линий с помощью ИНДОР-спектроскопии определение протонных последовательностей установление структуры определение относительных знаков констант спин-спинового взаимодействия построение диаграммы энергетических уровней, косвенное определение химических сдвигов слабочувствительных ядер, например С и с помощью гетероядерной ИНДОР-спектроскопии [c.333]

В дополнение к отмеченным выше факторам важное значение имеют и времена спин-решеточной релаксации. Для ядер Н и 8р они достаточно коротки (несколько секунд или меньше), поэтому легко избежать насыщения резонансных сигналов. А для ядра углерода-13 времена релаксации часто значительно больше, поскольку это ядро находится в глубине молекулы, и передача энергии в окружающую среду происходит менее эффективно. Поэтому условие насыщения (см. уравнение 11.6) является здесь более критичным. Но как мы покажем в разд. 2 этой главы, несмотря на эти неблагоприятные моменты, удалось разработать такие экспериметальные методы, которые превратили спектроскопию ЯМР в мощный и разносторонний метод, дающий химику важную информацию. [c.373]

Как указывалось выше, теперь спектры ЯМР С записываются исключительно с использованием спектроскопии ФП. Ее экспериментальные аспекты были весьма детально рассмотрены в гл. IX, и основные высказанные там положения в равной мере применимы и к ЯМР- С-ФП. Запись спектров проводят с использованием сигнала ТМС как внутреннего стандарта (см. разд. 2.2) и гетероядерной системы стабилизации, где резонансный сигнал Н от растворителя С0С1з служит опорным. Применяется широкополосное подавление протонов, и химические сдвиги определяются обычным способом, так как частоты линий печатаются непосредственно компьютером. Однако существует несколько проблем, связанных с развязкой от протонов, которые требуют специальных комментариев. Во-первых, исчезновение расщеплений спектральных линий лишает нас возможности измерять константы спин-спинового взаимодействия С, Н, т. е. приводит к потере ценной информации. Во-вторых, ядерный эффект Оверхаузера приводит к искажению интенсивностей, и интегрирование таких спектров вызывает сомнение. Наконец, отнесение резонансных сигналов к определенным атомам углерода в конкретной структуре никоим образом не является очевидным. [c.390]

В разд. Непрямое спин-спиновое взаимодействие (разд. 9.3.2) было показано, что взаимодействие между соседними ядерными диполями по механизму непрямого спин-спинового взаимодействия вызывает расщепление сигналов и приводит к появлению характеристических мультиплетов. Эти сигналы содержат информацию о структуре молекул. Например, присутствие квадруплета и триплета в спектре свидетельствует о наличии этильной группы в молекуле. В разд. 4Метод ЯМР и ЯМР-спектрометр (разд. 9.3.2) мы узнали о том, что спектры ЯМР на ядрах С записывают обычно с использованием широкополосной протонной развязки, с помощью которой устраняются спин-спиновые взаимодействия. Это достигается путем облучения мощным полем с частотой, соответствующей переходу протонов. При этом ориентация спинов протонов меняется очень быстро, время жизни каждого состояния спина уменьшается и результирующее взаимодействие становится равным нулю. Исчезает расщепление сигналов, мультиплеты становятся сипглетами. Такая процедура широкополосной протонной развязки является гетероядерной развязкой, поскольку облучают протоны, а наблюдают резонансные сигналы ядер С. Возможно проведение и гомоядерной развязки эти эксперименты очень важны и используются, когда нужно в спектроскопии ПМР идентифицировать сигналы, принадлежащие взаимодействующим друг с другом протонам. В качестве примера можно привести ацетилсалициловую кислоту, ароматическая часть спектра которой приведена на рис. 9.3-30,а. Для того чтобы продемонстрировать этот подход, облучим образец резонансными частотами дублета дублетов, с центром при 6 = 7,95, соответствующего протонам Н-6 (протон в орто-положении к карбоксильной группе). Сравнивая исходный и развязанный спектр (рис. 9.3-30,6), мы видим, что дублет триплетов упростился (<У = 7,25), так что одно орто-взаимодействие теперь отсутствует. Следовательно, этот сигнал можно отнести к Н-5. Однако мы также видим упрощение другого дублета— дублета триплетов при 6 = 7,5, поскольку л ета-взаимодействие J(H-4/H-6) [c.246]

Интерпретация ЯМР-спектров жидкостей и твердых тел нередко затрудняется из-за перекрывания резонансных сигналов сложной формы. Если гамильтониан составлен из членов, учитывающих взаимодействия различной физической природы, такие, как химический сдвиг, дипольные или скалярные спин-спиновые взаимодействия, то, рассматривая эти взаимодействия по взаимно-ортогональным частотным осям, можно получить спектр, более удобный для восприятия. При этом в отличие от экспериментов со спиновой развязкой упрощение спектра не приводит к потере информации. Переход к двумерному представлению сохраняет число линий в спектре постоянным. Главное преимущество 2М-спектроскопии заключается в возможности расщифровки перекрывающихся сигналов. [c.428]

Спектроскоппя ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах углерода С — относительно новый метод структурного анализа полисахарида. В его развитие видный вклад вносит школ 1 советских ученых-химиков, возглавляемая академиком Н. К. Ко четковым. Физические основы метода подробно изложены в многочисленных публикациях, в частности в капитальном обзоре А. С. Шашкова и О. С. Чижова [ИЗ], к которому мы отсылаем читателей, желающих ознакомиться с общими положениями спектроскопии ЯМР, в том числе на ядрах углерода С, и техникой эксперимента. Отметим только, что ири съемке спектров обычно применяется тотальный двойной резонанс с подавлением спин-спинового взаимодействия С с протонами. В связи с этим теряется информация, связанная со спин-спиновым взаимодействием — Н. Таким образом, в спектре С-ЯМР основную информацию дает положение резонансных линий, т. е. химический сдвиг. [c.77]

Так называемое дипольное уширение линий ЯМР, как правило, значительно превышает уширение за счет спин-решеточной релаксации. Для понимания этого явления рассмотрим сначала протонсодержащие твердые вещества, например, твердые полимеры, а затем вернемся к жидким образцам, которые обычно и исследует химик методами ЯМР-спектроскопии. Если протоны в веществе удалены друг от друга настолько, что их магнитные поля практически не влияют друг на друга, то резонансное магнитное поле для всех ядер образца в принципе будет равно Но. (В действительности оно будет несколько меньше вследствие экранирующего эффекта локальных электронов см. разд. 1.8.) Если магнит позволяет получить высокооднородное поле в объеме образца, то шири- [c.25]

Спин ядра равен нулю для ядер, содержащих чётное число протонов и нейтронов (например, ядро Н), полу целому числу для ядер с нечётным числом протонов и чётным числом нейтронов или наоборот (например, ядра или С) и целому числу для ядер с нечётным числом и протонов и нейтронов (например, ядро М). Поэтому подавляющее большинство элементов периодической системы обладают хотя бы одним изотопом с ядерным спином, не равным 0. Это означает, что, в принципе, при возможности последовательного измерения резонансных сигналов всех магнитных ядер в смеси ЯМР спектроскопия могла бы быть едва ли не универсальным методом количественного и качественного изотопного анализа. Однако при существующем уровне аппаратуры осуществить это практически не представляется возможным, и для прямого изотопного анализа метод ЯМР используется только для ограниченного количества ядер. В первую очередь следует упомянуть измерение концентрации протия в тяжёлой воде или определение степени дейтерирования различных органических соединений, изотопный анализ бора путём измерения резонансных сигналов ядер В и В, определение концен- [c.121]

Дополнительные методики. Имеется также несколько других интенсивно развивающихся областей применения спектроскопии ЯМР С в органической химии, интерес к которым возник сравнительно недавно. Показаны большие потенциальные возможности спектроскопии углерода для изучения химически индуцированной динамической поляризации ядер ХПЯ [22]. Начаты исследования спектров ЯМР С в нематической жидкокристаллической фазе [23]. В работе [24] сообщено о наблюдении отдельных сигналов ароматических и алифатических атомов углерода в твердых образцах антрацита и адамантана. В настоящее время развивается импульсная техника [25], позволяющая получать спектры С при полном подавлении спин-спинового взаимодействия с протонами и высокой чувствительности (с шириной линии 5—10 Гц) непосредственно в твердом теле. Этот метод (ядерная индукция в твердом теле с усилением за счет резонанса протонов) в принципе применим к любому ядру с низким гиромагнитным отношением и малым естественным содержанием в присутствии других ядер с большим гиромагнитным отношением, таких, как протоны. Резонансные сигналы метильных групп свободного и связанного диметилсульфоксида в водных растворах А1С1з в ДМСО показали, что спектры ЯМР 1 С могут стать очень важным методом изучения сольватных оболочек органических соединений [26. [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология