
【機】 nuclear magnetic resonance spectroscopy
核磁共振波譜學(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,NMR Spectroscopy)是通過研究原子核在磁場中的磁共振現象,分析物質分子結構與動态特性的交叉學科技術。其核心原理基于原子核自旋産生的磁矩與外加磁場相互作用,當施加特定頻率的射頻脈沖時,核自旋能級發生躍遷并産生可檢測的信號。
磁共振基礎:具有非零自旋量子數的原子核(如¹H、¹³C)在強磁場中産生能級分裂,通過拉莫爾公式可計算共振頻率:
$$ omega = gamma B_0 $$
其中$gamma$為旋磁比,$B_0$為靜磁場強度(來源:《物理化學》第11版,Peter Atkins著)。
化學位移與耦合:分子電子環境差異導緻核磁共振頻率偏移(化學位移),相鄰核自旋間的相互作用形成峰裂分(自旋-自旋耦合),這兩者是解析分子結構的關鍵參數(來源:國際純化學和應用化學聯合會(IUPAC)技術報告)。
現代高分辨率NMR儀器(如800 MHz超導磁體)結合多維脈沖序列(如COSY、NOESY),顯著提升了複雜生物大分子(如蛋白質)的動态解析能力。固體NMR技術通過魔角旋轉(MAS)克服了各向異性展寬問題,拓展了其在無機材料中的應用(來源:Springer《核磁共振百科全書》)。
核磁共振波譜學是研究原子核在磁場中吸收射頻輻射的學科,主要用于物質結構和性質分析。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
核磁共振波譜學(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy,NMR)是光譜學的重要分支。它通過檢測原子核在外磁場中因自旋産生的塞曼能級躍遷現象,分析物質的分子結構、化學環境及動态行為。與紫外、紅外光譜及質譜并稱“四譜”,在化學、材料科學和醫學領域應用廣泛。
u = frac{gamma B_0}{2pi}
$$
其中$
u$為共振頻率,$gamma$為核的磁旋比,$B_0$為外磁場強度。
核磁共振現象于1946年由珀塞耳(Purcell)和布洛赫(Bloch)發現,二人因此獲得1952年諾貝爾物理學獎。此後,技術逐步發展至分子解析和醫學成像層面。
如需進一步了解具體實驗方法或醫學案例,可參考來源、5、6、8等。
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