作者Harston (Harston)
看板Chemistry
标题[学习] NMR之苯环出现反磁场原理
时间Thu Apr 16 22:55:15 2020
小弟最近有机化学学到NMR，其中提到类似苯环的东西会有类似线圈会出现反磁场的能力
，因而苯的氢核会感受到大於B0的磁场，如下图。而我认为苯环之所以能这种现象主要是
因为「冷次定律」，但後来仔细想想又怪怪的，因为冷次定律需要的是变磁场，也就是要
有磁通量的变化，但NMR如果分成以下两种。
(1)固定磁场，扫描电磁波。
(2)固定电磁波，扫描磁场。
https://i.imgur.com/MjVFiqy.jpg
两种测出来的chemical shift应该会不一样，因为方法(1)没有磁场的变化，所以应该不
会有反磁场的产生，而方法(2)因为有变磁场，所以苯能够出现反磁场，甚至应该要因为
磁场变化速率的不同而产生不同大小的反磁场，因而苯环的反磁场导致(在外部的)氢核感
受到的磁场变大。
但事实并非如此，因此想问问大家有没有更好的解释。
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1F：推 hsinfulai601: 应该是因爲电子在磁场中受到磁力，在苯环上产生环电04/17 17:56
2F：→ hsinfulai601: 流，电生磁，所以才有遮避和去遮避的问题吧04/17 17:56
对！！但此电流如果要用冷次定律解释的话会需要是变磁场或角度改变(磁通量要有变化)
，那不同方法或磁场变化率不同的方法(2)就会有不同的感应电流大小，换而言之氢核感
受到的磁场大小就不会每次测都一样(shift也就会不一样)
3F：→ faniour: NMR看的是核自旋在强磁场中的自旋跃迁能差...04/17 20:33
恩恩，磁场让他的自旋产生的磁场角动量状态分裂成两种states(1H分裂成1/2、-1/2)(应
该是吧：P
4F：→ faniour: 你问的是苯环产生感应电流或感应磁场的来源04/17 20:34
5F：→ faniour: 冷次定律要变动磁场，或是移动中的线圈....04/17 21:11
6F：→ faniour: 不知道在磁场中移动中的分子满不满足这个需求04/17 21:12
我的想法是苯环分子轨域中n=1的状态是像两个叠在一起的甜甜圈(多纳支)那样，而电子
都有机会出现在甜甜圈里，就像电子可以在金属圈里面流动，所以才能满足冷次定律。
7F：→ faniour: 满足的话，那麽同一个氢，会因为位向的不同04/17 21:13
8F：→ faniour: 有不同的化学位移，NMR看到平均的结果04/17 21:14
9F：→ faniour: 那麽在不同晶相的固态或是低温中，会看到环境效应04/17 21:15
10F：→ faniour: 无法解释的化学位移04/17 21:15
11F：→ faniour: 变化04/17 21:15
12F：→ faniour: 看有没有高手来说明04/17 21:16
※ 编辑: Harston (114.47.64.245 台湾), 04/18/2020 02:41:50
13F：推 gs051233: 你把金属跟close-shell有机物混唯一谈就不对了04/19 12:26
14F：→ gs051233: 基本上只要是成对电子的物质都有抗磁性diamagnetism 04/19 12:29
15F：→ gs051233: 这个抗磁性跟shielding就有关系。这也是为什麽顺磁性物 04/19 12:30
16F：→ gs051233: 质像是stable radical你拿去打会出问题 04/19 12:34
17F：→ gs051233: 当然顺磁更大的问题在於电子自旋造匀场问题和松弛时间大 04/19 12:37
18F：推 gs051233: 我简单一点说，电子在轨域运动本身就有电流和他自己的速 04/19 12:46
19F：→ gs051233: 度，外加磁场以後因为罗伦兹力的关系电子向心力增强04/19 12:48
20F：→ gs051233: 所以电子运动速度增加，电流增加，形成反向的磁力，就是04/19 12:49
21F：→ gs051233: 你图中画的那个样子。 04/19 12:50
22F：→ gs051233: 只要有电子轨域磁场，这个现象就会发生。只是电子密度的04/19 12:51
23F：→ gs051233: 高低和轨域性质造成这个shielding强弱。04/19 12:51
24F：→ gs051233: 希望友回答到你的问题04/19 12:53
有！！！了解！！！太厉害了
真的很感谢你！！
※ 编辑: Harston (114.39.28.103 台湾), 04/19/2020 21:08:15
25F：推 faniour: 长知识了，推一下 04/20 12:51