分子光譜法與螢光
核磁共振波譜法
/ en-em-AR spek-TROS-kuh-pee /
核磁共振波譜法把某些原子核當作一根根小指南針。把分子放進強磁場,像氫這樣的原子核就會順著磁場排好,如同指南針指向北方。再給它們一束精確的射頻脈衝,它們就被掀翻、開始擺動;當它們安定下來時,會唱出射頻信號,揭示分子裡每個原子待在什麼位置。
說得更準確些,每個核共振的頻率取決於它周圍的磁環境。附近的電子會稍稍屏蔽它,使它的頻率發生偏移——這就是化學位移——於是處在不同化學環境中的原子會出現在譜圖的不同位置。相鄰的核還會通過自旋-自旋耦合彼此分裂對方的信號,從而勾勒出哪些原子彼此鄰近成鍵。
它之所以重要,是因為沒有別的單一技術能這樣直接地揭示出一個分子的完整骨架:核磁共振不僅能告訴你有哪些官能團,還能說出原子究竟是怎樣連接的。它誠實的代價是:它需要相對大量、較純的樣品和昂貴的超導磁體,因此更像是實驗室裡的主力,而不是現場工具。
乙醇的氫核磁共振譜出現三組峰,強度比為 3 : 2 : 1。這種圖案,再加上相鄰峰彼此分裂的方式,讓化學家直接讀出 CH₃–CH₂–OH。
峰的位置、面積與分裂方式共同重建出分子骨架。
醫院裡的核磁共振成像(MRI)靠的是同一套物理原理;醫學影像只是把「核」字去掉,免得讓病人驚慌。化學上的核磁共振著眼於鑑定分子,而不是給組織成像。
又稱
另見