Химический сдвиг

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Химический сдвиг в ЯМР — смещение сигнала ЯМР в зависимости от химического состава вещества, обусловленное экранированием внешнего магнитного поля электронами атомов. При появлении внешнего магнитного поля возникает диамагнитный момент атомов, обусловленный орбитальным движением электронов. Это движение электронов образует эффективные токи и, следовательно, создает вторичное магнитное поле, пропорциональное в соответствии с правилом Ленца внешнему магнитному полю и противоположно направленное. Данное вторичное поле накладывается на внешнее магнитное поле вблизи ядра и в результате локальное магнитное поле в том месте, где находится атомное ядро, уменьшается. Величина относительного уменьшения магнитного поля изменяется от у протона до у тяжёлых ядер. В результате расстояние между уровнями ядерной магнитной энергии уменьшается.

История открытия[править | править код]

Явление химического сдвига открыто в 1951 г. в этиловом спирте . Было получено явление раздельного резонанса протонов, входящих в молекулу.

Эквивалентность по химическому сдвигу[править | править код]

Понятие эквивалентности по химическому сдвигу является центральным в спектроскопии ЯМР. В обозначениях Попла ядра, имеющие одинаковый химический сдвиг, образуют группу в рассматриваемой спиновой системе. Ядра с одинаковым химическим сдвигом называются изохронными ядрами.

При рассмотрении структуры молекулы возникает вопрос, эквивалентны ли входящие в ее состав ядра по химическому сдвигу или нет (и если ядра имеют одинаковый химический сдвиг, то их объединяют в одну и ту же группу). Ответ можно сформулировать следующим образом: ядра эквивалентны по химическому сдвигу, если они "взаимозаменяемы" (т.е. переходят друг в друга при выполнении операции симметрии или в результате процесса быстрого химического обмена). Это довольно широкое определение предполагает ахиральное окружение (растворитель или реагент). Ахиральность присуща большинству распространенных растворителей. Вообще под взаимозаменяемостью (или взаимоналагаемостью) двух молекул (или объектов) подразумевается полное совпадение этих двух объектов друг с другом при мысленном их совмещении.

Практическое значение[править | править код]

Химический сдвиг даёт представление о химическом составе молекулы, о её внутреннем строении, динамических процессах внутри системы.

Литература[править | править код]

  1. Попл Дж., Шнейдер В., Бернстейн Г. Спектры ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. ИЛ, 1962, 292 с.
  2. Керрингтон А., Мак-Лечлан Э. Магнитный резонанс и его применение в химии. М., Мир, 1970, 447 с.
  3. Бови Ф.А. ЯМР высокого разрешения макромолекул. М., Химия, 1977, 455 с.
  4. Бучаченко А.Л. Химическая поляризация ядер и электронов. - М., Наука, 1974, 246 с.
  5. Хеберлен У., Меринг М. ЯМР высокого разрешения в твердых телах. М.: Мир, 1980. 504 с.
  6. Сликтер Ч. Основы теории магнитного резонанса. М.: Мир, 1981. 448 с.
  7. Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И. ЯМР-спектроскопия в органической химии. Л.: Химия, 1983. 269 с.
  8. Воронов В.К. Методы парамагнитных добавок в спектроскопии ЯМР. Новосибирск: Наука, 1989. 168 с.
  9. Эрнст Р., Боденхаузен Дж., Вокаун А. ЯМР в одном и двух измерениях. М.: Мир, 1990. 709 с.
  10. Дероум Э. Современные методы ЯМР для химических исследований. М.: Мир, 1992. 401 с.
  11. Воронов В.К., Сагдеев Р.З. Основы магнитного резонанса. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1995. 352 с.
  12. Воронов В.К. Ядерный магнитный резонанс // Соросовский образовательный журнал, 1996, № 10, с. 70-75.
  13. Габуда С.П., Плетнев Р. Н. , Федотов М. А. Ядерный магнитный резонанс в неорганической химии. (отв. ред. д.х.н., проф. В. А. Губанов). Из-во: Наука, Москва, 1988.
  14. Габуда С.П.,  Гагаринский Ю. В., Полищук С. А. ЯМР в неорганических фторидах. Структура и химическая связь. Из-во: Атомиздат, Москва, 1978.