1. Čestice u magnetnom polju 2. eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje...
TRANSCRIPT
![Page 1: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/1.jpg)
Magnetska rezonancija
1. Čestice u magnetnom polju
2. Eksperimentalne tehnike
3. NMR spektroskopija
![Page 2: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/2.jpg)
Čestice u magnetskom polju
Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju.
Kvantni broj elektronskogspina s
12
s
( 1) 3 / 4s sS h h
Elektron e, e–
![Page 3: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/3.jpg)
12Z sS m h h
z-komponenta elektronskog spinamagnetski kvantni broj spina
ms
s1 1,2 2
m
S
![Page 4: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/4.jpg)
Proton p, p+, 1H+
( 1) 3 / 4I II h h
12Z II m h h
Jezgre
( 1)I I hI Z II m h
![Page 5: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/5.jpg)
Kvantni broj nuklearnogspina I
1 30, , 1, ,...2 2
I
Z-komponenta nuklearnog spinamagnetski kvantni broj nukelarnog spina mI
, 1,...,0,... 1,Im I I I I
1 1, 1,..., , ,...2 2Im I I I
![Page 6: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/6.jpg)
Im A
Magnetski moment strujne petlje
2
2 2Q Q rrr
m v v
L m rv
2Qm
mL
![Page 7: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/7.jpg)
E
E = – m · B
![Page 8: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/8.jpg)
e
( 1)2
eg s sm
m h
BZ sm g m
B ( 1)g s sm
E = – m · B
B sE g m B
Elektron
α
β
Magnetski moment elektrona
24 1B
e
9,273 10 J T2emh
Komponenta magnetskog momenta elektronaduž osi Z
Energija interakcije magnetskog momenta ms magnetskom indukcijom B
Bohrovmagneton
![Page 9: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/9.jpg)
p
( 1)2eg I Im
m h
N ( 1)g I Im
NZ Im g mE = – m · B
N IE g m B
Jezgra
α
β
27 1N
p
5,051 10 J T2emh
Magnetski moment jezgre
Komponenta magnetskog momenta jezgreduž osi Z
Energija interakcije magnetskog momenta ms magnetskom indukcijom B (jezgra s I = ½)
Nuklearnimagneton
![Page 10: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/10.jpg)
pB
N e
mm
Elektron
α
α
β
β
Jezgra ( )12Im
N IE g m BB IE g m B
![Page 11: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/11.jpg)
I = 1 I = 3/2
N IE g m B
![Page 12: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/12.jpg)
Frekvencija rezonancije
Eh
1Im
N L( 1) ( )I IE E m E m g B h
Jezgra ( )12Im
![Page 13: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/13.jpg)
Popunjenost energetskih razina
- Boltzmanova raspodjela
β αβ
α B
expE EN
N k Tα
β
β
β α
β
α
α
0
1
E E
NNN N
Jezgra ( )12Im
![Page 14: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/14.jpg)
Shema NMR spektrometra
![Page 15: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/15.jpg)
Kemijski pomak
0 (1 )B B
![Page 16: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/16.jpg)
B = 0
B ≠ 0σ = 0
1) RAZINE SPINSKIH STANJA DVAJU PROTONA
PRIJELAZI
SPEKTAR
B ≠ 0σ ≠ 0
![Page 17: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/17.jpg)
6X ref X 10 ppm
6 6ref 0 X 0 refX
ref 0 ref
(1 ) (1 )10 ppm = 10 ppm (1 )
iB B B BB B
6X
ref
10 ppm
![Page 18: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/18.jpg)
Zasjenjenje:- lokalni doprinos (elektroni)- doprinosi susjednih i daljnih atoma- doprinos otapala
![Page 19: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/20.jpg)
Cijepanje signala –
Sprega među spinovima
![Page 21: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/21.jpg)
CH3CH2OH
![Page 22: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/23.jpg)
Cijepanje linija- spin-spin sprega
N susjednih protona → N+1 LINIJA
Intenziteti: Pascalov trokut
![Page 24: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/25.jpg)
13C - NMR
![Page 26: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/26.jpg)
MAGNETSKA REZONANCIJA1. Koje jezgre imaju magnetski moment?2. Koliko je mogućih orijentacija magnetskog momenta ako je nuklearni
spinski kvantni broj 9/2 (209Bi)?3. Koliko je mogućih orijentacija magnetskog momenta ako je nuklearni
spinski kvantni broj 8 (180Ta)?4. Nabrojite neke jezgre s I = 0.5. Nabrojite neke jezgre s I = 1/2.6. Koja je čestica jači magnet: elektron ili proton?7. Kakva je energija interakcije magnetskog momenta s magnetskim poljem?8. Što je Larmorova frekvencija?9. Kako ovisi separacija energijskih razina o magnetskoj indukciji
primjenjenog magneta?10. Što inducira prijelaze među nuklearnim spinskim razinama?11. Koje se zračenje primjenjuje u NMR?
![Page 27: 1. Čestice u magnetnom polju 2. Eksperimentalne …...Čestice u magnetskom polju Čestice koje posjeduju spinsku kutnu količnu gibanja orijentiraju se u magnetskom polju. Kvantni](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041106/5f07e3f17e708231d41f44da/html5/thumbnails/27.jpg)
NMR1. Kojeg su reda veličine magnetske indukcije kod NMR-spektrometara?2. Što je uzrok kemijskom pomaku?3. Što iskazuje konstanta zasjenjenja?4. Zašto elektroni slabe utjecaj vanjskog polja na jezgre?5. Kakav efekt na spektar ima zasjenjenje jezgara?7. Zašto su kemijski pomaci kod ugljika znatno veći nego kod protona?8. Prikažite energijske razine i prijelaze za dva protona u različitim kemijskim sredinama.9. Koji utjecaji pridonose kemijskom pomaku?10. Kako susjedni atomi utječu na kemijski pomak?Objasnite sprezanja među spinovima vodikovih atoma susjednih funkcionalnih skupina?12. Objasnite nastajanje tripleta linija.13. Objasnite nastajanje kvadrupleta linija.