Спектроскопия ЯМР (ядерно-магнитного резонанса).

Спектроскопия ЯМР – это экспериментальный метод, в основе которого лежит изучение энергии атомных ядер, обладающих магнитным моментом. Внешнее магнитное поле оказывает влияние энергию ядер элементов имеющих ненулевой ядерный спин (¹H, ²H, ⁶Li, ⁷Li, ¹³C, ²⁹Si), но не (¹²С, ¹⁶O, ²⁸Si). При наложении внешнего магнитного поля спины ядер параллельно или антипараллельно этому полю. Это приводит к расщеплению энергетического состояния ядер на два состояния. Разность энергий между двумя состояниями, отвечающих параллельным и антипараллельным спинам ядер соответствует энергии радиочастотного излучения. Эта разность очень мала: при напряженности внешнего поля 10⁴ Гс = 1 Т она соответствует 0,01 Дж/моль. Поэтому резонансная частота, вызывающая переходы магнитных спинов, в таких магнитных полях равна ~50 МГц. Разность энергий между двумя состояниями и отвечающая ей резонансная частота зависят не только от природы химического элемента, но и от его окружения.

Применение спектров ЯМР.

а) Структурные исследования.

Обычно ЯМР – спектры твердых тел характеризуются наличием широких полос, мало пригодных для изучения структуры веществ. Применение более усовершенствованных методик, например “магического угла вращения”, позволяет выявить тонкую структуру широких резонансных линий. Метод ЯМР можно использовать для исследования тонких структур. Спектроскопия ЯМР – эффективный метод изучения ближнего порядка твердых тел.

б) Движение атомов в твердых телах.

Можно изучать в том случае, если благодаря этому движению происходит сужение обычно широких линий ЯМР.