Основы постановки научного эксперимента. ЯМР-спектроскопия. (Лекция 8)
Ядерный магнитный резонанс Ядра атомов, для которых числа протонов и нейтронов не являются одновременно чётными, обладают собственным магнитным моментом. Ядерный магнитный резонанс – поглощение электромагнитного излучения ядрами, обладающими магнитным моментом, помещенными во внешнее магнитное поле и обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер. Частота поглощаемого излучения находится в радиочастотном диапазоне (60–1000 МГц), определяется свойствами ядра (изотопа), напряженностью внешнего магнитного поля (прямая пропорциональность) и окружением ядра – конфигурацией его электронной оболочки. Зависимость резонансной частоты от конфигурации электронной оболочки иона открывает возможность исследования структуры молекул посредством регистрации изменения частоты поглощения (резонансной частоты), обусловленного строением изучаемого вещества. ЯМР среди других физических методов исследования: В отличие от масс-спектрометрии, ЯМР исследует саму молекулу, а не продукты её распада. В отличие от оптической спектроскопии (УФ, ИК), частицы, исследуемые методом ЯМР, находятся всегда в основном электронном состоянии и практически на нулевом колебательном уровне. В отличие от РСА (рентгеноструктурного анализа), исследующего кристаллические образцы, в ЯМР имеют дело с молекулами в растворе. Оба метода (если абстрагироваться от деталей) воздействуют электромагнитным излучением на ядра атомов, однако, в ЯМР рассматриваются не отклики ядер сами по себе, а влияние на них электронного окружения. ЯМР может применяться не только для изучения структуры молекул, но и для изучения химических реакций в динамике, причём воздействия в датчике ЯМР спектрометра никак не возмущают исследуемую систему. Спектрометры ЯМР – самые дорогие, а чувствительность – низкая по сравнению с другими физическими методами.