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,量子机械波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。
的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和生物化学。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。