To tylko jedna z 109 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
WIDMA W POLU MAGNETYCZNYM
SPEKTROSKOPIA NMR
Spektroskopia NMR
Co to jest?
Zjawisko jądrowego rezonansu magnetycznego jest oparte na oddziaływaniu
pomiędzy dipolem magnetycznym jądra a zewnętrznym polem magnetycznym
Jak to robimy?
Przejścia są indukowane pomiędzy dwoma możliwymi orientacjami dipola
magnetycznego umieszczonego w stałym polu magnetycznym pod wpływem
odpowiedniej częstości radiowej
Dlaczego tak robimy?
Energie przejść NMR są bardzo czułe na zmiany struktury elektronowej wokół
jądra i na obecność innych jąder.
NMR jest dlatego bardzo ważnym narzędziem analizy strukturalnej.
Magnetyczny rezonans spinowy
Promieniowanie elektromagnetyczne
E = h n
jest absorbowane wówczas gdy
energia fotonu odpowiada różnicy
energii pomiędzy dwoma stanami
Magnetyczny rezonans spinowy jest związany z absorpcją energii szybkozmiennego
pola elektromagnetycznego powodującą zmianę orientacji spinów elektronów (EPR) i
jąder (NMR) w zewnętrznym polu magnetycznym.
Źródłem dyskretnych spinowych stanów elektronów i jąder w polu magnetycznym jest
przestrzenne kwantowanie spinu. Spin w zewnętrznym polu magnetycznym ma
dyskretne orientacje określone przez magnetyczną liczbę spinową ms. Zmianę
orientacji spinu w polu oscylującym prostopadle do stałego pola magnetycznego
określa reguła wyboru ms= 1.
Kwantowanie momentu pędu elektronu zostało zaobserwowane w pięknym
doświadczeniu Sterna-Gerlacha.
(dośw. 1922,
Doświadczenie Sterna-Gerlacha
Stern 1943)
• skolimowana wiązka atomów Ag w próżni (st. podst.: 5s1 2S1/2, l=0)
• obserwacja obrazu wiązki na okienku aparatury
• w niejednorodnym polu mgt. oddz. z dipolem mgt.:
= –l
Voddz.=
– •B
oczekiwanie klasyczne
(dla l 0 )
dB
Fz
cos( , B)
dz
B0
B=0
obserwowano:
B0
=l+s
Wnioski:
• kwantyzacja przestrzenna krętu,
• możliwy pomiar atomowego momentu magnet.
• dowód istnienia spinu (l=0, a jednak 0)
B=0
Doświadczenie Sterna-Gerlacha
Eksperyment przeprowadzony został w 1922 roku w Niemczech przez
Otto Sterna i Walthera Gerlacha.
W czasie eksperymentu Stern był asystentem Maxa Borna na
Uniwersytecie we Frankfurcie na Wydziale fizyki teoretycznej, a Gerlach
by asystentem na tej samej uczelni ale na wydziale fizyki
eksperymentalnej.
Historia NMR
1946 wykrycie zjawiska rezonansu jądrowego – Bloch (woda) i Purcell (parafina)
1952 nagroda Nobla - Bloch i Purcell
1950 NMR jako metoda analizy chemicznej
1955 spektrometry 1H NMR 40MHz
1965 opracowanie algorytmu szybkiej transformacji Fouriera (FFT)
1974 początek rozwoju metod dwuwymiarowych (2D NMR)
1975 obrazowanie z wykorzystaniem FT - Ernst
1977 obrazowanie przestrzenne - Mansfield
1980 FT MRI - Edelstein
1987 MR angiografia - Dumoulin
1991 nagroda Nobla - Ernst
1995 komercyjnie dostępne spektrometry z magnesami nadprzewodnościowymi,
umożliwiające wykonanie widm wielowymiarowych o częstości podstawowej
1H NMR 200 – 750 (obecnie do 900) MHz
2003 nagroda Nobla - Lauterbur i Mansfield
Historia NMR nobliści
1991 chemia
wkład do
(…)
… algorytmu szybkiej transformacji Fouriera (FFT)
1974 początek rozwoju metod dwuwymiarowych (2D NMR)
1975 obrazowanie z wykorzystaniem FT - Ernst
1977 obrazowanie przestrzenne - Mansfield
1980 FT MRI - Edelstein
1987 MR angiografia - Dumoulin
1991 nagroda Nobla - Ernst
1995 komercyjnie dostępne spektrometry z magnesami nadprzewodnościowymi,
umożliwiające wykonanie widm wielowymiarowych o częstości…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)