核磁共振

在缺乏原子运动在刚性晶格(晶体),核磁共振可以通过其他方式来确定分子结构不明显的。在许多固体,即使在低温下,原子发生扩散和旋转的原子组。这些运动影响核磁共振吸收峰的形状。研究这些影响作为温度的函数可以补充其他物理测量。

在金属中,原子核的自旋相互作用影响传导电子(电子不绑定到原子自由移动通过金属)和应用领域。这种情况导致共振的转变频率从观测值相同的核存在于绝缘体。这些所谓的金属转移提供重要的信息磁化率,量子机械能量函数描述的稳定状态,传导电子的态密度的金属。在超导体中,核磁共振光谱峰的形状提供详细信息的渗透和内部分布磁场。在铁磁体或反铁磁性物质(晶体中,并不是所有的电子配对),NMR是受内部一系列有序的电子自旋产生的磁场。在铁磁物质晶格磁化强度的变化是衡量;反铁磁性物质中至少有两个转变,分别给每个反铁磁性的子晶格的磁化,因此难以实现由传统磁测量。

对于某些核,核磁共振光谱揭示核的存在电四极的时刻(电动四极由电荷分布相当于两个电偶极子)的一个特殊的安排,与电场存在的核设施。这些交互提供的微观分布信息电荷原子核周围。

最重要的结果非凡的核磁锐度共振在液体(NMR)线测量化学变化的可能性,核自旋的核磁共振线之间的分离同种但不同的分子环境。物理化学变化的起源是这样的:一个外部磁场极化的封闭电子壳原子和产生一个小磁场,外磁场成正比,核磁共振线变化对裸nucleus-e.g立场。,一个缺乏电子。裸核本身从未被观测到,但是原子抗磁性的变化对应于原子位于不同分子网站略有不同,他们之间的分歧,产生化学变化。例如,质子核磁共振谱酒精CH,公式3ch2-哦,展览三个山峰,相对权重或一”型的强度。等更复杂的分子光谱包含太多的化学信息,可以帮助确定未知的分子结构。

多重性行进一步增加了之间的交互核自旋。如前所述在液体与运动有关的缩小,通常的平均磁偶极相互作用是分子运动和不分裂的核磁共振光谱。然而,存在一个间接的核自旋相互作用引起的电子,将共振行特定的核自旋成许多组件。

高分辨率核磁共振已经成为最宝贵的工具领域的有机化学生物化学。在实验方面,满足要求的设备严重。为了匹配自然线宽的一小部分周期,应用磁场必须有一个相对稳定和同质性在整个样本比10的一部分8。特殊的磁铁,提供统一的字段和稳定,设备旋转样品为了消除磁场不均匀性,和复杂的射频检测设备是商用。更高领域的趋势(100多千高斯),造成超导螺线管,提高该决议通过增加化学位移分裂和信噪比。

的测量旋进质子的自旋频率磁场可以给字段的值精度高,广泛用于这一目的。在较低的领域,如地球的磁场预计,NMR信号弱,因为核磁化很小,但特殊的设备增强信号100或1000倍。纳入现有的便携式磁力计,这些设备使其能够测量领域的绝对精度的一部分,1000000年检测领域变化约为10−8高斯。除了直接测量地球磁场或空间,这些磁力计被证明是有用的,每当一个现象是与变化的磁场在空间或时间等异常由潜艇、滑雪者埋在雪里,考古遗迹,和矿藏。