□ Структура энергетических уровней ядра в приложенном поле зависит от его спина I.

Для ядер1!! и 13С , для которых 7 = 1/2, существует два значения т и, следовательно, два значения Е. Если т = +1/2, составляющая uz параллельна направлению поля, что является энергетически выгодной ориентацией. Наоборот, для т = —1/2 составляющая \iz антипараллельна направлению поля. Для ядер с 7 = 1, таких, как 2Н и 14N, существует три энергетических уровня. На рис. 9.3-4 показаны схемы энергетических уровней для ядер с7 = 1/2и7 = 1. Во всех случаях разность энергий между двумя соседними энергетическими уровнями выражается уравнением:

АЕ = ч-^Во (9.3-8)

27Г

Из уравнения 9.3-8 видно, что АЕ ос Последующий вопрос заключается в том, как ведут себя ядра в макроскопическом образце, таком, как ампула с образцом для ЯМР, и как они распределяются по различным энергетическим уровням в состоянии теплового равновесия. Ответ на этот вопрос дает статистика Больцмана. Для протонов — и также для всех других ядер — разность энергий АЕ очень мала по сравнению со средней энергией теплового движения, и, следовательно, заселенность энергетических уровней практически одинакова. Избыточная заселенность низшего энергетического уровня составляет величину всего лишь порядка одной миллионной. В соответствии с классическим представлением, ядра прецессируют по поверхности двойного конуса, как показано на рис. 9.3-5.

Если N - общее число ядер, Na и Np — число ядер с т = +1/2 и т = —1/2 соответственно, существует результирующая макроскопическая намагниченность Мо в направлении z, так как Na > Л^. Вектор Мо играет важную роль в классическом описании всех видов экспериментов в импульсном ЯМР.

/ = 1/2 / = 1

'Н, ,3С 2Н, I4N

m = .//2 (В) —— Е_т m=W —— E.j

0 т = 0 — Е0

Рис. 9.3-4. Схемы энергетических уровней для ядер с 7 = 1/2 (слева) и 7 = 1 (справа).

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию