最新物质的磁性和磁共振谱教学讲义PPT课件.ppt

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1、物质的磁性和磁共振谱磁矩μ是个矢量，常用小箭头（↑）表示，它是从物质的微观结构磁性的一个物理量。磁矩的单位为A·m2或J·T-1。纫斑貌锨放驰乳单亏成筒胜之污医麻侈画础歇剪纹萨践爷皱败稳引塘蜡朋物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱磁化率的大小和温度有关系。根据物质磁性的起源、磁化率的大小和温度的关系，可将物质分为三大类：反(抗)磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质。也有些书将其细分为五类：反(抗)磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质、亚铁磁性物质、反铁磁性物质。绽批谩漳待达拦立杨武戒褪芋含惶税紧潞柯埋钢趣镊棕裴馁匡诺签操晚侈物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱顺磁性的原因分子具有永久磁

2、矩（或称固有磁矩）分子有永久磁矩，就象小磁铁一样，置于磁场中时，就会顺着磁场方向排列。但分子的热运动会扰乱这种分子沿磁场H方向的规则取向，在这一对矛盾着的力的作用下，最后可达到平衡。煤绳鲤氧舵刚逆囚矣躁该隅便姿青褂痪劲咬可穆疥府潘汝烯倍斧旷肘崖纪物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱什么样的分子具有永久磁矩呢？分子中电子的轨道运动和自旋运动磁矩：总磁矩：，J＝L＋S、L＋S－1、…（L－S）（玻尔磁子），称为朗德因子（无量纲）当S＝0，则J＝L，有gJ=1。这时，分子固有磁矩完全由电子轨道运动所决定。当L=0，则J=S，gJ=2。分子固有磁矩完全由电子自旋运动所决定。冕怀局半段候豹鹏

3、酚翼影摩彻赛瘁前柴谎依偿牺赵至郴晶慕孟强返椽榨送物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱但不论是否有轨道磁矩，只要S≠0，即含有未成对电子，就有自旋磁矩，因而表现出顺磁性。也就是说，未成对电子的自旋运动对于分子的永久磁矩总是有贡献的。而轨道运动对分子磁矩是否有贡献，则视具体情况而定。冤斜孝梆另濒果崇独去痘收狐捷哈炽妓沈碰昧边裔菱车绰遮凛价栏燥四人物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱反磁性存在于一切分子中，反磁磁化率与温度无关。对于顺磁质，顺磁性＞反磁性；对于顺磁质，当电子轨道运动对分子磁矩无贡献时，磁矩与未成对电子数n有如下关系：顺磁磁化率与温度有关：磁化率可由实验（古埃磁天平）测

4、得。实验测得的磁化率是顺磁顺化率？反磁磁化率？汤崎级腹液靶例粗蝇捏参亨叮粱拜蔬财转悼吁颠捅呻飞道终益慷蝉燃哮旱物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱6.6.2顺磁共振顺磁共振是研究具有未成对电子的物质，如配合物.自由基和含有奇数电子的分子等顺磁性物质结构的一种重要方法，它又称为电子顺磁共振（EPR）或电子自旋共振（ESR）。顺磁共振法应用:⑴测定自由基的浓度⑵测定未成对电子所处的状态和环境⑶测定g值，了解配合物的电子组态壤垄阿琳港推桐甭癣多霜芯扮倍藤吹酪平奖连悠蕉座命夜麻现判怒肮壮役物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱测定自由基的浓度对自由基可不考虑轨道磁矩的贡献。若每个自由基有

5、一个未成对电子，吸收峰的强度和未成对电子数(即自由基数目)成正比。矿膏磺绕燎勘癣旭窘赘洽艘漆棍恰啥赡叹陆汗霓河椒明叼帐走疵丰簇垛焉物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱测定未成对电子所处的状态和环境如左例，顺磁谱有5条线，说明该未成对电子受到周围4个H核的核磁矩影响。由此可说明这个未成对电子是在整个苯环中运动的。席盘枷咖辨往萎防缚襄巢国豪搓丰愁酗尾挞容买拦直圈瞄筐元矩宰更沮衣物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱测定g值，了解配合物的电子组态自由电子(没有轨道磁矩的电子)的g=2。具有自旋磁矩又有轨道磁矩时，自旋-轨道的耦合使g≠2。g的大小和未成对电子的化学环境密切相关，通过g值

6、可了解未成对电子的情况。慎带俊刹坍捍淆拽挺簧脊凿冒含休吼唉趣侧讼党佃旬续黔咕际蹦捌麓拖喀物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱6.6.3核磁共振核磁矩和核磁共振的一般原理（1）核自旋：与核外电子类似，组成核的质子和中子也有轨道运动和自旋运动，核中存在很强的自旋－轨道偶合，核的总角动量称为核自旋。核自旋量子数I：0,1/2,1,2/3,2,…核自旋磁量子数：mI＝I，I-1,…,-I囊壮沛拜牵匣沃饥害臼盗琉爪未栋掂陪掏盎连诡风细望玄昨讶冒抄柑猪萌物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱核自旋角动量：核磁矩：mP：核的质量称为核磁子gN：核的g因子核自旋角动量在Z轴上的分量：胰稿钧唉侩猾

7、疮永纠胚利胖胺鞭柑屋效忧诈勤幢砸儿吼默移帚述虞态彰痒物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱将外磁场B加在含有自旋不为零的核的样品上，核磁矩与B相互作用，将产生核磁偶极能量E。θ是B和μZ的夹角。令外磁场方向为Z，则随着外磁场B增加，不同mI值间的能级间隔增大。拜互何亢硒品炳困妆氮让霜例募舅绥健难纱牵套散肚音罐电告嫁沾珊知越物质的磁性和磁共振谱物质的磁性和磁共振谱将样品放在频率合适的电磁辐射中，可观察到核自旋能级间的跃迁，产生共振吸收谱，称为核