View
6
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Magnetska rezonancija
1. Čestice u magnetnom polju
2. Eksperimentalne tehnike
3. NMR spektroskopija
Čestice u magnetskom polju
Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju.
Kvantni broj elektronskogspina s
12
s
( 1) 3 / 4s sS h h
Elektron e, e–
12Z sS m h h
z-komponenta elektronskog spinamagnetski kvantni broj spina
ms
s1 1,2 2
m
S
Proton p, p+, 1H+
( 1) 3 / 4I II h h
12Z II m h h
Jezgre
( 1)I I hI Z II m h
Kvantni broj nuklearnogspina I
1 30, , 1, ,...2 2
I
Z-komponenta nuklearnog spinamagnetski kvantni broj nukelarnog spina mI
, 1,...,0,... 1,Im I I I I
1 1, 1,..., , ,...2 2Im I I I
Im A
Magnetski moment strujne petlje
2
2 2Q Q rrr
m v v
L m rv
2Qm
mL
E
E = – m · B
e
( 1)2
eg s sm
m h
BZ sm g m
B ( 1)g s sm
E = – m · B
B sE g m B
Elektron
α
β
Magnetski moment elektrona
24 1B
e
9,273 10 J T2emh
Komponenta magnetskog momenta elektronaduž osi Z
Energija interakcije magnetskog momenta ms magnetskom indukcijom B
Bohrovmagneton
p
( 1)2eg I Im
m h
N ( 1)g I Im
NZ Im g mE = – m · B
N IE g m B
Jezgra
α
β
27 1N
p
5,051 10 J T2emh
Magnetski moment jezgre
Komponenta magnetskog momenta jezgreduž osi Z
Energija interakcije magnetskog momenta ms magnetskom indukcijom B (jezgra s I = ½)
Nuklearnimagneton
pB
N e
mm
Elektron
α
α
β
β
Jezgra ( )12Im
N IE g m BB IE g m B
I = 1 I = 3/2
N IE g m B
Frekvencija rezonancije
Eh
1Im
N L( 1) ( )I IE E m E m g B h
Jezgra ( )12Im
Popunjenost energetskih razina
- Boltzmanova raspodjela
β αβ
α B
expE EN
N k Tα
β
β
β α
β
α
α
0
1
E E
NNN N
Jezgra ( )12Im
Shema NMR spektrometra
Kemijski pomak
0 (1 )B B
B = 0
B ≠ 0σ = 0
1) RAZINE SPINSKIH STANJA DVAJU PROTONA
PRIJELAZI
SPEKTAR
B ≠ 0σ ≠ 0
6X ref X 10 ppm
6 6ref 0 X 0 refX
ref 0 ref
(1 ) (1 )10 ppm = 10 ppm (1 )
iB B B BB B
6X
ref
10 ppm
Zasjenjenje:- lokalni doprinos (elektroni)- doprinosi susjednih i daljnih atoma- doprinos otapala
Cijepanje signala –
Sprega među spinovima
CH3CH2OH
Cijepanje linija- spin-spin sprega
N susjednih protona → N+1 LINIJA
Intenziteti: Pascalov trokut
13C - NMR
MAGNETSKA REZONANCIJA1. Koje jezgre imaju magnetski moment?2. Koliko je mogućih orijentacija magnetskog momenta ako je nuklearni
spinski kvantni broj 9/2 (209Bi)?3. Koliko je mogućih orijentacija magnetskog momenta ako je nuklearni
spinski kvantni broj 8 (180Ta)?4. Nabrojite neke jezgre s I = 0.5. Nabrojite neke jezgre s I = 1/2.6. Koja je čestica jači magnet: elektron ili proton?7. Kakva je energija interakcije magnetskog momenta s magnetskim poljem?8. Što je Larmorova frekvencija?9. Kako ovisi separacija energijskih razina o magnetskoj indukciji
primjenjenog magneta?10. Što inducira prijelaze među nuklearnim spinskim razinama?11. Koje se zračenje primjenjuje u NMR?
NMR1. Kojeg su reda veličine magnetske indukcije kod NMR-spektrometara?2. Što je uzrok kemijskom pomaku?3. Što iskazuje konstanta zasjenjenja?4. Zašto elektroni slabe utjecaj vanjskog polja na jezgre?5. Kakav efekt na spektar ima zasjenjenje jezgara?7. Zašto su kemijski pomaci kod ugljika znatno veći nego kod protona?8. Prikažite energijske razine i prijelaze za dva protona u različitim kemijskim sredinama.9. Koji utjecaji pridonose kemijskom pomaku?10. Kako susjedni atomi utječu na kemijski pomak?Objasnite sprezanja među spinovima vodikovih atoma susjednih funkcionalnih skupina?12. Objasnite nastajanje tripleta linija.13. Objasnite nastajanje kvadrupleta linija.
Recommended