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小弟最近有機化學學到NMR,其中提到類似苯環的東西會有類似線圈會出現反磁場的能力 ,因而苯的氫核會感受到大於B0的磁場,如下圖。而我認為苯環之所以能這種現象主要是 因為「冷次定律」,但後來仔細想想又怪怪的,因為冷次定律需要的是變磁場,也就是要 有磁通量的變化,但NMR如果分成以下兩種。 (1)固定磁場,掃描電磁波。 (2)固定電磁波,掃描磁場。 https://i.imgur.com/MjVFiqy.jpg
兩種測出來的chemical shift應該會不一樣,因為方法(1)沒有磁場的變化,所以應該不 會有反磁場的產生,而方法(2)因為有變磁場,所以苯能夠出現反磁場,甚至應該要因為 磁場變化速率的不同而產生不同大小的反磁場,因而苯環的反磁場導致(在外部的)氫核感 受到的磁場變大。 但事實並非如此,因此想問問大家有沒有更好的解釋。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.122.19.171 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Chemistry/M.1587048917.A.642.html
hsinfulai601: 應該是因爲電子在磁場中受到磁力,在苯環上產生環電04/17 17:56
hsinfulai601: 流,電生磁,所以才有遮避和去遮避的問題吧04/17 17:56
對!!但此電流如果要用冷次定律解釋的話會需要是變磁場或角度改變(磁通量要有變化) ,那不同方法或磁場變化率不同的方法(2)就會有不同的感應電流大小,換而言之氫核感 受到的磁場大小就不會每次測都一樣(shift也就會不一樣)
faniour: NMR看的是核自旋在強磁場中的自旋躍遷能差...04/17 20:33
恩恩,磁場讓他的自旋產生的磁場角動量狀態分裂成兩種states(1H分裂成1/2、-1/2)(應 該是吧:P
faniour: 你問的是苯環產生感應電流或感應磁場的來源04/17 20:34
faniour: 冷次定律要變動磁場,或是移動中的線圈....04/17 21:11
faniour: 不知道在磁場中移動中的分子滿不滿足這個需求04/17 21:12
我的想法是苯環分子軌域中n=1的狀態是像兩個疊在一起的甜甜圈(多納支)那樣,而電子 都有機會出現在甜甜圈裡,就像電子可以在金屬圈裡面流動,所以才能滿足冷次定律。
faniour: 滿足的話,那麼同一個氫,會因為位向的不同04/17 21:13
faniour: 有不同的化學位移,NMR看到平均的結果04/17 21:14
faniour: 那麼在不同晶相的固態或是低溫中,會看到環境效應04/17 21:15
faniour: 無法解釋的化學位移04/17 21:15
faniour: 變化04/17 21:15
faniour: 看有沒有高手來說明04/17 21:16
※ 編輯: Harston (114.47.64.245 臺灣), 04/18/2020 02:41:50
gs051233: 你把金屬跟close-shell有機物混唯一談就不對了04/19 12:26
gs051233: 基本上只要是成對電子的物質都有抗磁性diamagnetism 04/19 12:29
gs051233: 這個抗磁性跟shielding就有關係。這也是為什麼順磁性物 04/19 12:30
gs051233: 質像是stable radical你拿去打會出問題 04/19 12:34
gs051233: 當然順磁更大的問題在於電子自旋造勻場問題和鬆弛時間大 04/19 12:37
gs051233: 我簡單一點說,電子在軌域運動本身就有電流和他自己的速 04/19 12:46
gs051233: 度,外加磁場以後因為羅倫茲力的關係電子向心力增強04/19 12:48
gs051233: 所以電子運動速度增加,電流增加,形成反向的磁力,就是04/19 12:49
gs051233: 你圖中畫的那個樣子。 04/19 12:50
gs051233: 只要有電子軌域磁場,這個現象就會發生。只是電子密度的04/19 12:51
gs051233: 高低和軌域性質造成這個shielding強弱。04/19 12:51
gs051233: 希望友回答到你的問題04/19 12:53
有!!!了解!!!太厲害了 真的很感謝你!! ※ 編輯: Harston (114.39.28.103 臺灣), 04/19/2020 21:08:15
faniour: 長知識了,推一下 04/20 12:51