高教版儀器分析第十二章 質(zhì)譜分析基本原理與質(zhì)譜儀.ppt

1、第十一章核磁共振光譜學，第一節(jié)核磁共振原理、1。原子核的自旋，如果原子核中有自旋，就會產(chǎn)生磁矩：自旋角動量：I:自旋量子數(shù)；普朗克常數(shù)；核磁共振=eh/2mc。所有自旋量子數(shù)()不為零的原子核都有磁矩，原子的自旋條件可以用()來表征：質(zhì)量數(shù)原子數(shù)自旋量子數(shù)偶數(shù)0偶數(shù)奇數(shù)1，2，3奇數(shù)或偶數(shù)1/2；3/2；5/2。原子核磁矩：討論：(1)原子核O (16)，I=0；c(12)；S(22)沒有自旋，沒有磁矩，也沒有共振吸收。(2) I=1或I 0核I=1: 2h，14n I=3/2: 11b，35Cl，79Br，81bri=5/2: 17o，127I，可視為一個電荷分布不均勻、共振吸收復雜、研究應

2、用較少的橢球體；(3)1/2核1H、13C、19F和31P可視為具有均勻分布的核電荷的球體，像陀螺儀一樣旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生磁矩，這是核磁共振研究的主要對象。碳和氫也是有機化合物的主要成分。核磁共振現(xiàn)象中，自旋量子數(shù)I=1/2的原子核(氫核)可以看作是一個電荷均勻分布的球體，當它繞著自旋軸旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生一個磁場，類似于一個小磁鐵。當置于外磁場H0時，有(2I 1)個取向：氫核(I=1/2)，兩個取向(兩個能級):(1)平行于外磁場，低能，1/2磁量子數(shù)；(2)與外磁場相反，能量高，磁量子數(shù)為1/2；(核磁共振現(xiàn)象)，這兩個方向并不完全平行于外部磁場5424和125 36，它們相互作用產(chǎn)生進動(Ramo

3、進動)，進動頻率為0；角速度0；0=2 0=H0磁旋轉(zhuǎn)比；H0外磁場強度；兩種不同進動方向的氫原子核之間的能級差：E=H0(磁矩)，3。核磁共振條件下，在外磁場中，核能級是分裂的，從低能級到高能級的轉(zhuǎn)變需要吸收能量。能級的量化。射頻振蕩線圈產(chǎn)生電磁波。對于氫原子核，能級差：E=共振吸收的H0(磁矩)能量：E=H0=莫拉的H0進動方程：0=20=H0；共振條件：0=H0/(2)，共振條件，(1)核自旋(磁芯)，(2)外磁場，能級分裂；(3)輻照頻率與外磁場的比值為0/H0=/(2)，共振條件為0=H0/(2) (1)對于同一種原子核，磁自旋比是常數(shù)，H0變化，射頻變化。(2)不同的原子核、不同的

4、磁自旋比、不同的共振條件以及不同的所需磁場強度H0和射頻。(3)當H0是固定的并且頻率改變時，不同的原子核以不同的頻率共振(圖)。您還可以修復和更改H0(掃描場)。掃描場被廣泛使用。氫原子核(1h): 1.409T共振頻率60 MHz 2.305 T共振頻率100 MHz磁場強度H0單位：1高斯(GS)=10-4 T (Teras)，Discussion :1950年，Proctor等人發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的共振頻率與其結(jié)構(gòu)(化學環(huán)境)有關(guān)。在高分辨率下，吸收峰產(chǎn)生化學位移和分裂，如圖所示。從有機化合物的核磁共振圖像中，可以獲得質(zhì)子所處的化學環(huán)境的信息，并且可以進一步確定化合物的結(jié)構(gòu)。核磁共振譜儀，永磁體

5、：提供穩(wěn)定均勻的外磁場，不均勻性應小于六千萬分之一。掃描磁場線圈。射頻振蕩器：線圈垂直于外部磁場，發(fā)射一定頻率的電磁輻射信號。60兆赫茲或100兆赫茲。3射頻信號接收器(探測器):當質(zhì)子進動頻率與輻射頻率匹配時，發(fā)生能級躍遷，能量被吸收，感應線圈產(chǎn)生毫伏信號。樣本管：外徑為5毫米的玻璃管，在測量過程中旋轉(zhuǎn)，磁場均勻作用。第12章質(zhì)譜，第1節(jié)基本原理和質(zhì)譜儀，1。質(zhì)譜原理，樣品注射系統(tǒng)，離子源，質(zhì)量分析儀，檢測器，1。氣體擴散2。直接注射3。氣相色譜1。電子轟擊2?；瘜W電離3。場電離4。激光1號。單一焦點2。雙焦點3質(zhì)譜儀需要在高真空下工作：離子源(10-3 10 -5 Pa)質(zhì)量分析器(10 -6 Pa) (1)大量的氧氣會燒壞離子源的燈絲；(2)用于加速離子的幾千伏高電壓會引起放電；(3)它引起額外的離子分子反應，改變裂解模型，并使譜圖復雜化。原理與結(jié)構(gòu)，電離室原理與結(jié)構(gòu)，儀器原理圖，質(zhì)量分析儀原理，帶電離子在磁場存在下按曲線軌跡飛行；離心力=向心力；M 2/R=H0 e V曲率半徑：R=(m)/e H0質(zhì)譜方程：m/e=(H02 R2)/2V磁場中離子的軌道半徑R取決于：m/e，H0 V通過改變加速電壓V，不同m/e的離子可以進入探