化學位移各向異性英文解釋翻譯、化學位移各向異性的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 chemical shift anisotropy
分詞翻譯:
化學的英語翻譯:
chemistry
【化】 chemistry
【醫】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
位移的英語翻譯:
displacement
【計】 bit shift
各的英語翻譯:
apiece; different; each; various
【醫】 AA; ana; sing.
向的英語翻譯:
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【醫】 ad-; ak-; ob-
異的英語翻譯:
different; other; separate; strange; surprise
【計】 exclusive-OR
【醫】 allotrio-; heter-; hetero-; pecilo-; poecil-; poikilo-
專業解析
化學位移各向異性(Chemical Shift Anisotropy, CSA)是核磁共振(NMR)波譜學中的一個核心概念,指原子核(尤其是如碳-13、氮-15等非質子核)的化學位移(δ)因其在外部靜磁場(B₀)中的空間取向不同而發生變化的現象。以下是詳細解釋:
一、基本定義與原理
- 各向異性本質:在非球形對稱的分子環境中(如非立方晶體或溶液中快速翻轉的分子),核外電子雲對核的屏蔽效應并非均勻。電子雲分布具有方向依賴性,導緻核感受到的有效磁場強度隨分子相對于B₀的取向改變而變化。
- 化學位移變化:化學位移δ反映核的屏蔽程度(δ ∝ (B₀ - B_local)/B₀)。當分子取向改變時,局部屏蔽場B_local隨之變化,從而引起δ值改變。這種因方向不同導緻的δ值分布範圍稱為化學位移各向異性。
二、物理機制與數學表達
- 屏蔽張量(σ):CSA可用二階張量σ描述,包含9個分量(通常對稱化為3個主分量σ₁₁, σ₂₂, σ₃₃)。化學位移各向異性度Δσ定義為:
$$
Deltasigma = sigma{33} - frac{sigma{11} + sigma_{22}}{2}
$$
其中σ₃₃為最大屏蔽方向的分量。
- 頻率關系:在固态NMR中,CSA導緻譜線展寬,其頻率寬度正比于Δσ和B₀。對于靜态樣品,譜線形狀反映σ的主軸分布;在魔角旋轉(MAS)實驗中,高速旋轉可部分平均化CSA,縮窄譜線。
三、實際意義與應用
- 結構探針:CSA是分子局部電子結構和鍵合環境的重要指标。例如,¹³C NMR中羰基碳(C=O)的CSA(Δσ ≈ 200–300 ppm)遠大于烷基碳(Δσ < 50 ppm),直接反映π鍵的電子離域特性。
- 動力學研究:通過分析CSA對弛豫速率(如T₁, T₂)的貢獻,可推斷分子運動或蛋白質構象變化的時間尺度。
- 固态NMR技術:CSA是設計脈沖序列(如CP-MAS、DOR)的關鍵參數,用于高分辨譜獲取或距離/角度測量(如REDOR、DIPSHIFT)。
化學位移各向異性揭示了核磁共振中化學位移的方向依賴性,源于電子屏蔽效應的空間非均勻性。其量化參數(Δσ)和譜線特征為解析分子結構、電子性質及動力學行為提供了獨特視角,尤其在固态NMR和生物大分子研究中不可或缺。
參考文獻與權威來源:
- IUPAC《核磁共振術語》(Compendium of Chemical Terminology)定義:Chemical Shift Anisotropy
https://goldbook.iupac.org/terms/view/C01046
- 劍橋大學《固态NMR原理》:CSA機制與實驗觀測
https://www.ch.cam.ac.uk/teaching/ssnmr
- MIT開放課程《生物NMR波譜學》:CSA在蛋白質結構中的應用
https://ocw.mit.edu/courses/chemistry
網絡擴展解釋
化學位移各向異性是核磁共振(NMR)領域中的概念,指原子核的化學位移因磁場方向不同而發生變化的特性。以下從定義、原理和實例三個方面進行解釋:
1.定義
化學位移各向異性源于核周圍電子雲的非對稱分布,導緻核在不同磁場方向下感受到的屏蔽效應不同,從而化學位移值發生變化。例如,乙炔、乙烯和乙烷的質子因化學鍵電子環流方向差異,表現出顯著不同的化學位移(δ值分别為2.88、5.84和0.96)。
2.原理
- 各向異性磁場效應:化學鍵(如π鍵、σ鍵)的電子環流會感應出方向依賴的次級磁場,這種磁場在空間分布上呈現各向異性。例如,乙炔的線性結構導緻其電子環流産生的磁場在軸向增強屏蔽效應,而在橫向削弱屏蔽效應。
- 磁場方向依賴性:當外磁場方向改變時,核的有效感應磁場隨之變化,導緻化學位移被“平均化”的取向不同,進而影響共振頻率。
3.實際意義
- NMR譜分析:該效應對解析分子結構至關重要,例如區分烯烴、炔烴和烷烴的質子信號。
- 成像技術應用:醫學MRI中利用化學位移各向異性原理實現脂肪抑制或水信號分離,提升圖像對比度。
化學位移各向異性反映了核周圍電子環境的非對稱性對化學位移的影響,是理解分子結構及核磁共振現象的核心概念。如需進一步了解實驗數據或具體案例,可參考、3、8等來源。
分類
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