Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.5: Хімічні зрушення залежать від хімічного середовища ядра

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    27121

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Хімічний зсув ЯМР надзвичайно важливий, оскільки він дає життєво важливу інформацію про місцеву структуру, що оточує цікавить ядро. Для більшості вчених хімічний зсув використовується exlusivley для визначення структури, особливо в органічних системах. Додаткову інформацію можна отримати, вивчивши анізотропію хімічного зсуву. Цей розділ буде присвячений розгляду хімічного зсуву з математичної точки зору, включаючи повну обробку тензора хімічного зсуву та відношення до лінійної форми ЯМР.

    Хімічний зсув

    Локальне магнітне поле - це поле, яке відчувається певним ядром, де прикладене поле\(B\) індукує струми в електрони, що оточують ядро, породжують екранування. Екрануюча константа є\(\sigma\). Локальне магнітне поле зменшується екрануванням в коефіцієнт\(1 - σ\).

    \[B_{loc} = B + δB = (1 – σ)B \nonumber \]

    Хімічний зсув - це різниця між резонансною частотою ядра та частотою стандарту.

    Частота Лармора екранованого ядра становить:

    \[ν_L = \dfrac{γB_{loc} }{2π} \nonumber \]

    Хімічні зрушення повідомляються в\(\delta\) -масштабі.

    \[δ = \dfrac{ ν – ν_0}{ν_0} \times 10^6 \nonumber \]

    Резонансна частота стандарту дорівнює\(ν_0\).

    Екрануюча константа - це сума трьох внесків.

    \[σ = σ(local) + σ(molecule) + σ(solvent) \nonumber \]

    Місцевий внесок відбувається за рахунок електронів на атомі, який містить ядро. Молекулярний внесок - від решти молекули. Внесок розчинника - це навколишні молекули розчинника.

    Місцевий внесок

    Місцевий внесок являє собою суму як діамагнітної, так\(σ_d\) і парамагнітної\(σ_p\) частин. Діамагнітна частина виникає внаслідок циркуляції електронів у відповідь на\(B\). Формула ягня дає величину\(σ_d\),

    \[σ_d = \dfrac{e^2 µ_0}{3m_e } \int _o^∞ ρ(r)r \,dr \nonumber \]

    де\(ρ\) - щільність ймовірності електронів\(|Ψ^2|\). \(σ_d\)обернено пропорційна радіусу Бора. Магнітний момент контуру струму пропорційний,\(a_o^2\) а магнітне поле, що генерується в ядрі, пропорційне\(\frac{1}{a_o^3}\).

    Молекулярний внесок

    Застосоване магнітне поле генерує струми в сусідніх групах, пропорційні магнітній\(\chi\) сприйнятливості групи. Індукований магнітний момент породжує магнітне поле, яке обернено пропорційно кубу відстані від ядра.