NMR spektroskopi

30. December 2015

Der er 4 kerner der er specielt interresante når vi snakker organisk kemi, og disse 4 er. 1H, 13C, 19F og sidst men ikke mindst 32S, Nb. numrene der står foran vores kemiske elementer er bare deres kerne vægt. (altså dvs. at vores Carbon har en kernevægt på 13 og det er fordi at den har 6 protoner og 7 neutroner) Da alle disse har et spin på 1/2, og disse atomer er også det som resten af denne tekst kommer til at handle om.

Der er 4 faktorer der bidrager til fænomenet NMR og disse 3 er. Faktor 1. en ladning drejer rundt og derved generer den et magnet felt, som er propertionlet med omdrejningshastigheden i dette tilfælde er den ladning der drejer rundt et af de ovenstående atomer. Faktor 2. I nærheden af et externt magnetisk felt, opstår der 2 drejnings stadier vi kalder dem +1/2 og -1/2, den lav energitiske +1/2 er afhængig af det externe magnet felt mens den energi rige -1/2 er rasmus modsat i forhold til det externe magnet felt. Forskellen i den magnetiske energi fra +1/2 til -1/2 er direkte afhængig af styrken på det omgivende magnet felt. og er altid meget lille, forskellen kan faktisk udregnes Via. flg formel u*B/I, hvor u er den magnetiske kraft som kernen i vores felt kan udøve, og B er det eksterne magnetfelt og I er spin værdien for det atom som vi har i magnet feltet og er = 1/2, anyways hvis vi bruger de ovenstående atomer til vores analyse.

Der skal bruges nogle rimlig kraftige magneter for at dette kan lykkes, bare for sammenligningens skyld, godt nok så er jordens magnet felt  ikke konstant men det ligger ca. på 10^-4 T (Tesla som er den internationale magnet styrke enhed) og magneterne man bruger i NMR har et styrke niveaue 1 op til 20 T, så det er nogle ret hæftige magneter vi har med at gøre her. ikke sandt, :-) og 3 af de atomer vi har med at gøre her, har u værdierne 1H = 2.7927, 19F = 2.6273 og 13C =0.7022 og enheden er Atomare magnotons som er 5.05078•10^-27 JT^-1 men skal vi så ikke se på den formel der bruges til at udregne korrelationen mellem frekvensen (energi forskelle) og magnetfelt styrke.

Formlen ser således ud v=u*B/I*H som faktisk kan omskrives til v=u*B*2/HHvor H er Planks konstant som har værdien 6.626069•10^-34 J*S Jeg vil nu vise dig hvordan man bruger denne formel med 13C som eksempel og så siger vi at vores magnet felt har en styrke på 2 T. 

Så skriver du formlen op således på din lommeregner, 4*0.7022*5.05078•10^-27/(6.626069•10^-34) og får så svaret 21410327,7 hz eller 21,4103277 Mhz hvilket er helt i tråd med hvad den burde blive, og når vi så har udregnet den frekvens så det næste man så gør når man har udregnet atomets frekvens er så at man sender en bølge med en tilsvarende frekvens ind på atomet. samtidig med at øger magnet feltets styrke svagt så absorberer atomet fotonerne fra bølgen og udsender noget der kaldes et resonans signal. Og det resonans signal kan så opfanges at noget der kaldes en detektor, P.S jeg ville ønske at jeg kunne beskrive hvad der sker siden atomerne reagerer således men det ville nok forvirre mere end det ville gavne. Så det må vente til en anden artikel. 

 

 



 

 

MENU
0-100 | 100-200 | 200-300 | 300-400 | 400-500 | 500-600 | 600-700 | 700-800 | 800-900 | 900-1000 | 1000-1100 | 1100-1200 | 1200-1300 | 1300-1400 | 1400-1500 | 1500-1600 | 1600-1700 | 1700-1800 | 1800-1900 | 1900-2000 | 2000-2100 | 2100-2200 | 2200-2300 | 2300-2400 | 2400-2500 | 2500-2600 | 2600-7200 | 2700-2800 |