المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19

اقسام الودائع المصرفية في المصارف الإسلامية
2023-07-25
Supersecondary structures (motifs)
26-8-2021
الاختزال الفوتوغرافي : تفاعل الطبق الأزرق
7-2-2017
التزاحم
10-9-2016
طيف الإثارة excitation spectrum
23-2-2019
التنافس الاستعماري على نهب الاثار العراقية.
2023-07-06

Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy  
  
860   03:47 مساءً   date: 7-8-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................


Read More
Date: 6-1-2020 946
Date: 12-1-2022 1709
Date: 13-8-2018 1412

Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy

Some types of atomic nuclei act as though they spin on their axis similar to the Earth. Since they are positively charged they generate an electromagnetic field just as the Earth does. So, in effect, they will act as tiny bar magnetics. Not all nuclei act this way, but fortunately both 1H and 13C do have nuclear spins and will respond to this technique.

NMR Spectrometer

In the absence of an external magnetic field the direction of the spin of the nuclei will be randomly oriented (see figure below left). However, when a sample of these nuclei is place in an external magnetic field, the nuclear spins will adopt specific orientations much as a compass needle responses to the Earth’s magnetic field and aligns with it. Two possible orientations are possible, with the external field (i.e. parallel to and in the same direction as the external field) or against the field (i.e. antiparallel to the external field). See figure below right.

Figure 1: (Left) Random nuclear spin without an external magnetic field. (Right)Ordered nuclear spin in an external magnetic field

 

If the ordered nuclei are now subjected to EM radiation of the proper frequency the nuclei aligned with the field will absorb energy and "spin-flip" to align themselves against the field, a higher energy state. When this spin-flip occurs the nuclei are said to be in "resonance" with the field, hence the name for the technique, Nuclear Magentic Resonance or NMR.

The amount of energy, and hence the exact frequency of EM radiation required for resonance to occur is dependent on both the strength of the magnetic field applied and the type of the nuclei being studied. As the strength of the magnetic field increases the energy difference between the two spin states increases and a higher frequency (more energy) EM radiation needs to be applied to achieve a spin-flip (see image below).

Superconducting magnets can be used to produce very strong magnetic field, on the order of 21 tesla (T). Lower field strengths can also be used, in the range of 4 - 7 T. At these levels the energy required to bring the nuclei into resonance is in the MHz range and corresponds to radio wavelength energies, i.e. at a field strength of 4.7 T 200 MHz bring 1H nuclei into resonance and 50 MHz bring 13C into resonance. This is considerably less energy then is required for IR spectroscopy, ~10-4 kJ/mol versus ~5 - ~50 kJ/mol.

1H and 13C are not unique in their ability to undergo NMR. All nuclei with an odd number of protons (1H, 2H, 14N, 19F, 31P ...) or nuclei with an odd number of neutrons (i.e. 13C) show the magnetic properties required for NMR. Only nuclei with even number of both protons and neutrons (12C and 16O) do not have the required magnetic properties.

Exercise




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .