[學習] NMR之苯環出現反磁場原理

看板Chemistry作者 (Harston)時間4年前 (2020/04/16 22:55), 4年前編輯推噓4(4推 0噓 21→)
留言25則, 3人參與, 4年前最新討論串1/1
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
推
04/17 17:56, 4年前 , 1F
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, 1F
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04/17 17:56, 4年前 , 2F
流，電生磁，所以才有遮避和去遮避的問題吧
04/17 17:56, 2F
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)
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04/17 20:33, 4年前 , 3F
NMR看的是核自旋在強磁場中的自旋躍遷能差...
04/17 20:33, 3F
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
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04/17 20:34, 4年前 , 4F
你問的是苯環產生感應電流或感應磁場的來源
04/17 20:34, 4F
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04/17 21:11, 4年前 , 5F
冷次定律要變動磁場，或是移動中的線圈....
04/17 21:11, 5F
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04/17 21:12, 4年前 , 6F
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, 6F
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。
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04/17 21:13, 4年前 , 7F
滿足的話，那麼同一個氫，會因為位向的不同
04/17 21:13, 7F
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04/17 21:14, 4年前 , 8F
有不同的化學位移，NMR看到平均的結果
04/17 21:14, 8F
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04/17 21:15, 4年前 , 9F
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, 9F
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04/17 21:15, 4年前 , 10F
無法解釋的化學位移
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04/17 21:15, 4年前 , 11F
變化
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04/17 21:16, 4年前 , 12F
看有沒有高手來說明
04/17 21:16, 12F
※ 編輯: Harston (114.47.64.245 臺灣), 04/18/2020 02:41:50
推
04/19 12:26, 4年前 , 13F
你把金屬跟close-shell有機物混唯一談就不對了
04/19 12:26, 13F
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04/19 12:29, 4年前 , 14F
基本上只要是成對電子的物質都有抗磁性diamagnetism
04/19 12:29, 14F
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04/19 12:30, 4年前 , 15F
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, 15F
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04/19 12:34, 4年前 , 16F
質像是stable radical你拿去打會出問題
04/19 12:34, 16F
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04/19 12:37, 4年前 , 17F
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, 17F
推
04/19 12:46, 4年前 , 18F
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, 18F
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04/19 12:48, 4年前 , 19F
度，外加磁場以後因為羅倫茲力的關係電子向心力增強
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04/19 12:49, 4年前 , 20F
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, 20F
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04/19 12:50, 4年前 , 21F
你圖中畫的那個樣子。
04/19 12:50, 21F
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04/19 12:51, 4年前 , 22F
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, 22F
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04/19 12:51, 4年前 , 23F
高低和軌域性質造成這個shielding強弱。
04/19 12:51, 23F
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04/19 12:53, 4年前 , 24F
希望友回答到你的問題
04/19 12:53, 24F
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
推
04/20 12:51, 4年前 , 25F
長知識了，推一下
04/20 12:51, 25F
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