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
رجوع البصرة إلى بني أمية.
2024-11-02
إمارة مصعب بن الزبير على العراق.
2024-11-02
مسنونات الاذان والاقامة
2024-11-02
خروج البصرة من يد الأمويين.
2024-11-02
البصرة في عهد الأمويين.
2024-11-02
إمارة زياد على البصرة.
2024-11-02


Nuclear precession, spin states, and the resonance condition  
  
1440   03:47 مساءً   date: 7-8-2019
Author : ..................
Book or Source : LibreTexts Project
Page and Part : .................

Nuclear precession, spin states, and the resonance condition

When a sample of an organic compound is sitting in a flask on a laboratory benchtop, the magnetic moments of its hydrogen atoms are randomly oriented. When the same sample is placed within the field of a very strong magnet in an NMR instrument (this field is referred to by NMR spectroscopists as the applied field, abbreviated B0 ) each hydrogen will assume one of two possible spin states. In what is referred to as the +½ spin state, the hydrogen's magnetic moment is aligned with the direction of B0, while in the -½ spin state it is aligned opposed to the direction of B0.

image002.png

Because the +½ spin state is slightly lower in energy, in a large population of organic molecules slightly more than half of the hydrogen atoms will occupy this state, while slightly less than half will occupy the –½ state. The difference in energy between the two spin states increases with increasing strength of B0.This last statement is in italics because it is one of the key ideas in NMR spectroscopy, as we shall soon see.

At this point, we need to look a little more closely at how a proton spins in an applied magnetic field. You may recall playing with spinning tops as a child. When a top slows down a little and the spin axis is no longer completely vertical, it begins to exhibit precessional motion, as the spin axis rotates slowly around the vertical. In the same way, hydrogen atoms spinning in an applied magnetic field also exhibit precessional motion about a vertical axis. It is this axis (which is either parallel or antiparallel to B0) that defines the proton’s magnetic moment. In the figure below, the proton is in the +1/2 spin state.

image004.png

The frequency of precession (also called the Larmour frequency, abbreviated ωL) is simply the number of times per second that the proton precesses in a complete circle. A proton`s precessional frequency increases with the strength of B0.

If a proton that is precessing in an applied magnetic field is exposed to electromagnetic radiation of a frequency ν that matches its precessional frequency ωL, we have a condition called resonance. In the resonance condition, a proton in the lower-energy +½ spin state (aligned with B0) will transition (flip) to the higher energy –½ spin state (opposed to B0). In doing so, it will absorb radiation at this resonance frequency ν = ωL. This frequency, as you might have already guessed, corresponds to the energy difference between the proton’s two spin states. With the strong magnetic fields generated by the superconducting magnets used in modern NMR instruments, the resonance frequency for protons falls within the radio-wave range, anywhere from 100 MHz to 800 MHz depending on the strength of the magnet.




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 .