ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)



Podobne dokumenty
NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

Magnetyczny rezonans jądrowy

Zastosowanie spektroskopii NMR do badania związków pochodzenia naturalnego

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)

Spektroskopia. Spotkanie drugie UV-VIS, NMR

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Przesunięcie chemiczne, stałe sprzężenia

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

impulsowy NMR - podsumowanie

FID Free Induction Decay. Rejestracja widm NMR metodą fali ciągłej CW (Continuous Wave)

Zastosowanie spektroskopii NMR do określania struktury związków organicznych

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: II

Spin jądra atomowego. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY - podstawy

Rezonanse magnetyczne oraz wybrane techniki pomiarowe fizyki ciała stałego

NMR Nuclear Magnetic Resonance. Co to jest?

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

Impulsy selektywne selektywne wzbudzenie

PRACOWNIA PODSTAW SPEKTROSKOPII MOLEKULARNEJ

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Badania trybologiczne materiałów inżynierskich Wyznaczanie przepuszczalności par wody przez materiały opakowań DWUMIESIĘCZNIK 3/ 2018

Atomy mają moment pędu

ĆWICZENIE NR 5 ANALIZA NMR PRODUKTÓW FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

Energetyka Jądrowa. Wykład 28 lutego Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

J1 - BADANIE MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO W CIAŁACH STAŁYCH METODĄ FALI CIĄGŁEJ


Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

JĄDROWY REZONANS MAGNETYCZNY

impulsowe gradienty B 0 Pulsed Field Gradients (PFG)

Spektroskopia NMR w badaniach struktury i aktywności biomolekuł

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII NMR W MEDYCYNIE

J1 - BADANIE MAGNETYCZNEGO REZONANSU JĄDROWEGO W CIAŁACH STAŁYCH METODĄ FALI CIĄGŁEJ

Wykład Budowa atomu 3

WIDMA W POLU MAGNETYCZNYM SPEKTROSKOPIA NMR


ekranowanie lokx loky lokz

ROZDZIAŁ 1 ELEMENTARNY OPIS REZONANSU JĄDROWEGO Magnetyczne właściwości jąder

Model uogólniony jądra atomowego

Fizyczne podstawy magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) - obrazowania za pomocą rezonansu jądrowego (MRI)

SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA 2015/16 nazwa przedmiotu SYLABUS A. Informacje ogólne

WŁASNOŚCI MAGNETYCZNE CIAŁA STAŁEGO

IM - 6a MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY. I. Cel ćwiczenia

Liczby kwantowe elektronu w atomie wodoru

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Wykład FIZYKA II. 13. Fizyka atomowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM.

Wykład Atom o wielu elektronach Laser Rezonans magnetyczny

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Rezonanse magnetyczne oraz wybrane techniki pomiarowe fizyki ciała stałego

Stara i nowa teoria kwantowa

Obrazowanie Metodą Magnetycznego Rezonansu Jądrowego Spis treści

Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki

Momentem dipolowym ładunków +q i q oddalonych o 2a (dipola) nazwamy wektor skierowany od q do +q i o wartości:

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Atomowa budowa materii

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

Ćwiczenie 10 Badanie protonowego rezonansu magnetycznego

EPR w Biologii i Medycynie. Tomasz Okólski Tomasz Rosmus

Temat 1: Budowa atomu zadania

Widmo fal elektromagnetycznych

Menu. Badające rozproszenie światła,

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

IDENTYFIKACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH METODAMI SPEKTROSKOPOWYMI SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI (IR)

SPEKTROSKOPIA NMR PODEJŚCIE PRAKTYCZNE DR INŻ. TOMASZ LASKOWSKI CZĘŚĆ: I. Animacje na slajdach przygotował mgr inż.

Badanie protonowego rezonansu magnetycznego

ZAAWANSOWANE METODY USTALANIA BUDOWY ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH. Witold Danikiewicz. Instytut Chemii Organicznej PAN ul. Kasprzaka 44/52, Warszawa

Leksykon onkologii Cancer lexicon

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

Teoria Orbitali Molekularnych. tworzenie wiązań chemicznych

Spektroskopia magnetyczna

Pole elektromagnetyczne w bioinżynierii

Podstawy fizyki wykład 8

Dielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Wyznaczanie struktury długich łańcuchów RNA za pomocą Jądrowego Rezonansu Magnetycznego. Marta Szachniuk Politechnika Poznańska

Badanie pętli histerezy magnetycznej ferromagnetyków, przy użyciu oscyloskopu (E1)

Klasyczny efekt Halla

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

zadania zamknięte W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź.

Lekcja 40. Obraz graficzny pola elektrycznego.

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

FIZYKA I ASTRONOMIA RUCH JEDNOSTAJNIE PROSTOLINIOWY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY

1 k. AFM: tryb bezkontaktowy

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

II.4 Kwantowy moment pędu i kwantowy moment magnetyczny w modelu wektorowym

W5. Komputer kwantowy

Spektroskopia Jader 13 C i efekt Overhausera

Bioinformatyka wykład 3.I.2008

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Transkrypt:

h S = I(I+) gdzie: I kwantowa liczba spinowa jądra I = 0, ½,, /,, 5/,... itd gdzie: = γ S γ współczynnik żyromagnetyczny moment magnetyczny brak spinu I = 0 spin sferyczny I = _ spin elipsoidalny I =,,,... MS TOMOW (protony + neutrony) nie LICZB TOMOW (protony) nie I połówkowa PRZYKŁDOWE JĄDR (/); (/); 5 N(/); 9 F(/); P(/); nie połówkowa C(/); 7 O(/); 9 Si(/); nie całkowita (); 4 N(); 0 B(); 0 C; 6 O; S gdy I 0 to jądro wykazuje właściwości magnetyczne I = / m I = ±/ z z z y I = m I =, 0, - 4 N N = I + h E = z = γ gdzie: h stała Plancka; γ współczynnik żyromagnetyczny; B o natężenie pola magnetycznego E = hν WRUNEK REZONNSU ν = γ STNY ENERGETYCZNE: α i β N α > N β h, γ, π stałe E proporcjonalne do =.5T = 4.7T =.7T v dla protonu wynosi 00Mz v dla protonu wynosi 00Mz v dla protonu wynosi 500Mz Energia o częstości radiowej ν może być dostarczona do układu badanego: metodą fali ciągłej ze stopniową zmianą zakresu częstości w spektrometrach CW próbka jest umieszczona w polu magnetycznym i naświetlana przy powolnej zmianie częstości w określonym zakresie Energia o częstości radiowej ν może być dostarczona do układu badanego: metodą impulsową poprzez wzbudzenie wszystkich częstości w wyniku naświetlania jednym impulsem próbkę umieszcza się w polu magnetycznym i naświetla się impulsem RF wysokiej mocy, obejmującym cały zakres częstości Taki impuls wzbudza w tym samym czasie wszystkie protony danej próbki. Natychmiast po impulsie wzbudzone jądra zaczynają powracać do stanu podstawowego i emitują zaabsorbowaną energię. Detektor rejestruje zmiany energii w postaci swobodnego zaniku indukcji (FID), charakteryzującej wszystkie jądra naświetlane w czasie trwania impulsu. CZS MRTWY t t IMPULS RF REJESTRCJ FID

Częstość precesji, częstość Larmora z ν L = γ M x y B M ν = γ WRUNEK REZONNSU >>B ef brak rezonansu częstość precesji ν L znacznie różni się od częstości pola B pole B ef zbliżone do pola wektor magnetyzacji M równoległy do kierunku pola M B B ef spełniony war. rezonansu Częstość precesji ν L zbliżona do częstości pola B B ef B precesja odbywa się wokół B Wektor magnetyzacji M odchyla się od kierunku pola i podąża za wirującym polem B CW utrzymuje się stałą częstotliwość generatora drgań i dokonuje się zmian natężenia pola w wąskim zakresie, tzw. przemiatanie polem zmienia się częstotliwość drgań generatora i utrzymuje się pole o stałym natężeniu, tzw. przemiatanie częstotliwością METOD IMPULSOW METOD IMPULSOW π ( ) x IMPULS M x = 0 Po pewnym czasie rotujący wokół osi z wektor znajdzie się na osi x- będzie niewidoczny dla detektora (na osi y) sygnał równy zero Po chwili wektor znajdzie się na osi y i detektor zarejestruje sygnał o fazie ujemnej. t Po impulsie 90 podanym z kierunku x wektor namagnesowania znajdzie się na osi y; tam też zlokalizowany jest nasz odbiornik sygnał ma największą intensywność i dodatnią fazę

Rozpuszczalniki stosowane w NMR Wzorzec do pomiarów NMR wzorzec wewnętrzny wzorzec i próbka znajdują się w tym samym roztworze wzorzec zewnętrzny wzorzec znajduje się w osobnej kapilarze, należy skorygować przesunięcie chemiczne, wzorzec wewnętrzny mikroprobówka R-F + SbF 5 R + [SbF 6 ] - wzorzec zewnętrzny Wzorzec do pomiarów NMR (C ) 4 Si TMS cykloheksan C 6 6 np. dla pochodnych cyklopropanu, związków krzemoorganicznych 9 F C O C,4-dioksan tert-butanol roztwory wodne C N C CF 7 O 5 N C C O O ν 0 = 60 Mz ν 0 + ν ν < kz C COOC CDCl B lok = (-σ) gdzie: σ - stała przesłaniania σ = σ dia + σ para

przesłanianie odsłanianie Pomiar przesunięcia chemicznego ν sub - ν wz δ = ν 0 [ppm = 0-6 ] gdzie: ν 0 -częstość podstawowa aparatu 6 4 0 8 6 4 0 - -4 ppm, δ 0 9 8 7 6 5 4 0-960 840 70 600 480 60 40 0 0 0 40 z, (60 Mz) wzrost częstotliwości 600 400 00 000 800 600 400 00 0 00 400 z (00 Mz) niskie natężenie pola wysokie natężenie pola -6-4 - 0 4 6 8 0 4 ppm, τ wzorzec TMS: Si(C ) 4 linia integracyjana wzorzec TMS B C : B : C 5 0.5 4. 6.5 05 40 6 w przybliżeniu stosunek : B : C = 5 : : Zależność między strukturą a przesunięciem chemicznym C COOC C 6 5 COOC C dla protonów alifatycznych δ: C -< -C - < =C- wyjątek: cyklopropan 4

Sprzężenie spinowo-spinowe Układ spinowy zespół jąder między, którymi występuje sprzężenie spinowo-spinowe stała sprzężenia odległość między liniami dubletu X [z] = 0 > 0 X X δ X X spin jądrowy polaryzacja magnetyczna powłoki elektronowej E x X δ x δ C C Multipletowość sygnału każdej grupy jest większa o od liczby protonów w grupie sąsiedniej. n + gdzie n liczba protonów w grupie sąsiedniej Rodzaje sprzężeń: przez wiązania J stała sprzężenia geminalnego przez wiązania J stała sprzężenia vicynalnego przez 4 wiązanie 4 J stała sprzężenia dalekiego zasięgu C C C C jądra równocenne magnetycznie: jądra równocenne chemicznie takie samo przesunięcie chemiczne -C -C(C ) o takiej samej stałej sprzężenia z jądrami sąsiednimi B C C B C B ν ij J ij > 6 widma pierwszego rodzaju (I rzędu) dla jąder o spinowej liczbie kwantowej I =/ multipletowość wynosi n +, gdzie n liczba jąder w sąsiedniej grupie jeżeli w sąsiedztwie jest kilka grup, to należy je rozpatrywać oddzielnie kolejność rozpatrywania nie wpływa na wynik końcowy odległość między liniami odpowiada stałej sprzężenia w [z] C65 C65 C65 względne natężenia linii w multiplecie są zgodne z wartościami trójkąta Pascala jądra równocenne chemicznie jądra równocenne magnetycznie: n = 0 F 4 4 6 4 F X 4 O 5 5 0 0 5 6 6 5 0 5 6 J J 4 wartość stałej sprzężenia maleje wraz ze wzrostem odległości między jądrami 5

X Przykładowe widma NMR [00 Mz] Cl C-C X NO Cl C-C Cl C-C C-C X X 6 (C C ) O C -C C(C ) 6