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【“仪”起享奥运】偶合机制

通标小菜鸟

2024/08/08

核磁共振技术（NMR）

除少数特殊结构类型外，一般情况下，常见的磁性原子核间的自旋偶合发生在两个磁性核间的化学键数目小于3的情况。以自旋量子数I均为1/2的两个磁性核A和X以单键相连而组成的自旋偶合系统AX为例说明偶合机制。假设在A和X两个核之间的键上的任一电子与A核（或X核）在空间同一点可以存在一定时间，那么，A核对X核的影响可讨论如下如果A核的自旋态为＋1/2，则靠近它的电子的自旋必是-1/2，即核自旋极化了电子自旋；根据 Pauli原理，轨道上另一个电子自旋必为＋1/2，于是，当X核的自旋为-1/2时，自旋为＋1/2的第二个电子才和X核占据空间同一点。因此，A核自旋态为＋1/2，而X核自旋态为-1/2才是有利的，即体系势能降低。反之，若X核自旋态为＋1/2，则体系势能升高。由于自旋为-1/2的X核的能量高于自旋为＋1/2的X核的能量，因此，自旋为＋1/2的A核对X核的影响结果是使X核的两个能级间的能量差减小。

如果A核的自旋态为-1/2，则靠近它的电子的自旋应为＋1/2，轨道上另一个电子自旋应为-1/2；于是，当X核的自旋为＋1/2时，自旋为-1/2的第二个电子才和X核占据空间同一点。因此，A核自旋态为-1/2，而X核自旋态为＋1/2才是有利的，即体系势能降低。反之，若X核自旋态为-1/2，则体系势能升高。同样由于自旋为-1/2的X核的能量高于自旋为＋1/2的X核的能量，因此，自旋为-1/2的A核对X核的影响结果是使X核的两个能级间的能量差增大。

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