Спектры ЯМР

Ядра элементов, имеющие магнитный момент (¹Н, ¹⁹F, ¹³C, ³¹P и др.), в магнитном поле поглощают радиочастотное излучение. Поглощаемая энергия расходуется на изменение ориентации спинов ядер в магнитном поле. Магнитно-симметричные ядра (¹²С, ¹⁶О, ¹⁴N и др.) не поглощают энергию излучения и не проявляются в спектре ЯМР. Для исследования с помощью спектров ЯМР чаще всего используются протоны, т. к. они присутствуют почти в каждой органической молекуле. Метод в этом случае называется протонным магнитным резонансом (ПМР).

Для получения спектра ЯМР ампулу с исследуемым веществом помещают в однородное постоянное магнитное поле. Ампула окружена катушкой, в которой пропускают переменный ток для создания радиочастотного электромагнитного поля. Далее либо изменяют частоту электромагнитного поля при постоянном магнитном, либо плавно изменяют напряженность магнитного поля при неизменной частоте. Поглощение энергии фиксируется самописцем в виде пиков. Сигналы ЯМР для отдельных изотопов характеристичны. Однако атомные ядра в молекулах окружены электронами, которые экранируют их от действия магнитного поля. Характеристичность при этом несколько нарушается. Эти нарушения характеристичности свидетельствуют об особенностях строения молекулы. Кроме того, спектры ЯМР позволяют определить количество атомов данного типа в соединении и количество и характер атомов, окружающих рассматриваемый.