Ядро магнит резонанси 1 §. Ядро магнит резонанси (ямр) усулининг назарий асослари

4.2.-§. Ядро магнитрезонанси спектроскопиясида сигналларнинг ўрни, ва кимёвий силжиш

Ядро магнит резонанси (ЯМР) асосий тенгламаси (20) дан кўринадики, протон доим бир хил сигнал (бирта частотада чўққи) бериши зарур. Чунки ҳамма протонлар табиати жихатидан бир-биридан фарқ қилади. Тенгламадаги J, резонанс пайтида эса v ва Н₀ лар ҳам барча протонлар учун доимийдир. Амалда турли молекуладаги, ҳатто битта молекуладаги протон (водород атомлар) резонанслари частотаси (яъни ион ютадиган энергиялари миқдори) бир-биридан фарқ қилади. Частоталардаги бу фарқ протонлар туфайли эмас, чунки юқорида кўриб ўтганимиздек, барча протонлар учун (20) бир хил. Резонанс содир бўладиган частоталарнинг ҳар хиллигига сабаб шундаки, турли протонларни турлича қўшни атомлар ўрабтуради. Протонлар атрофидаги электрон булутлар зичлиги ҳам ҳар хил. Масалан, баъзи протонларни қўшбоғ, иккинчи хилларини оддий ёки учбоғ электрон булути ўраб олган ва ҳоказо. Ана шу қўшни ядролар ва электрон булутлар ташқи майдон (Н₀)билан таъсирлашади. Табиийки, молекуладаги протонлар турлича ўраб олинган бўлгани учун протонлар магнит майдонида ўзини ҳар хил тутади, яъни улар ютадиган энергияларининг частоталари бир-биридан оз бўлсада, фарқ қилади. Бошқа сўз билан айтганда, протон атрофидаги қўшни электронлар зарядли ва ҳаракатда бўлгани учун магнит майдони ҳосил қилади. У локал майдон дейилади*.



Расм -43. Ташқи майдон (Н₀) таъсирида электр майдоннинг ҳосил бўлиши

Локал магнит майдони ташқи майдон (Н₀)йўналиши билан параллел бўлиши, яъни уни кучайтириши ё сусайтириши мумкин. Шунинг учун ташқаридан қўйилган майдон (Н₀) молекуладаги барча протонлар учун бир хил бўлса ҳам, протонларни ўраб олган электронлар магнит майдони Ҳар хил бўлгани учун ташқи майдон протонларга турлича таъсир кўрсатади.

Масалан, агар локал майдон ташқи майдонга параллел бўлса, (уни кучайтирса) сигнал кучсиз майдонда кузатилади, яъни резонансни вужудга келтириш учун ташқаридан бериладиган майдон (Н₀) энергияси камроқ бўлса ҳам кифоя (дезэкранлашиш). Аксинча, локал майдон қарама-қарши йўналган бўлса (ташқи майдонни сусайтирса), сигнал ташқи майдоннинг каттароқ частотаси (кўпроқ энергия кучли майдон)да кузатилади. (экранлашиш). Локал майдон Н₀ ни сусайтирувчи ҳоллар кўпроқ учрайди. Буларнинг 43-расмдан кўриш мумкин. Шундай қилиб, локал майдон Н₀ ни бирор миқдор (σ-сигма) га камайтиради

(21)

Н-эффектив майдон, σ-экранлашиш константаси дейилади. А-электрон ташқаридан қуйилган майдон куч чизиқларини айланиб ҳаракат қилишга интилади, унинг ҳосил қилган майдони йўналиши эса ташқи майдонга антипараллел бўлади (Ленц қонуни). Демак, резонанс Н₀да эмас, балки ундан кучсизрок, Н да кузатилади, яъни:

(22)

Экранланиш қанча кам бўлса, (σ-кичик) резонанс вужудга келтириш учун ташқаридан бериладиган майдон кучланиши ва мувофиқ равишда этиладиган частота (энергия) шунча кичик бўлиши кўриниб турибди. Аксинча σ нинг катта бўлиши Н_эффни оширади Н_эффН₀га яқинлашиб қолади. Сигнал эса кучли майдон (кўп энергия) да кузатилади. Турлича қуршалган протонлар учун σ-нинг ҳар хил бўлиши тушунарли. Протон билан кўшни атом ва гуруҳларининг электроноакцептор хоссаси қанча катта бўлса, протон шунча кам экранлашади. Чунки бу гуруҳлар протон атрофидаги электронларни ўзига томон тортиб, натижада протон атрофида электронлар ҳосил қилган, йўналиши Н₀нинг антипараллел локал майдон кичик бўлади, резонанс Н₀нинг кичикроқ қиймати (кучсиз майдон) да юзага келади. Электронодонор атом ва гуруҳлар аксинча таъсир кўрсатади. Электроноакцептор атом ва гуруҳларга F, Cl, NO₂, CN, OR, COOR электронодонорларга радиккалар ( CН₃, С₂Н₅ ва ҳ .к.) ни мисол келтириш мумкин.

Молекулада турли ҳолатда протонларнинг турли частоталарда берадиган сигналлари кимёвий силжиш дейилади. Кўпинча кимёвий силжиш деб спектрдаги турли сигналлар ўртасидаги масофага айтилади.
(23)