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Chap 3 NMR Spectroscopy (p 102)
IR이 분자 속에 존재하는 functional group을 찾는데 주 목적.
NMR은 분자 속의 수소의 수와 분자 구조의 환경을 알려줌으로써 분자구조 해석.
3.1 Nuclear Spin State. (p 102)
1) 원자핵 둘레에 존재하는 전자들은 모두 자전운동을 함. 자전양자수 +1/2, -1/2
핵도 자전운동을 하고 있으므로 자전 양자수(spin quantum number) I 를 갖는데,
I 값은 각 핵에 대한 physical const로 0, 1/2, 1, 3/2 ....등이 있다.
2)핵이 자전 양자수 I를 가질 때 이 핵이 가질 수 있는 spin state의 수가 존재하는데
이것은 (2I+1) 개가 존재하며, spin state는 -I, (-I+1) ......(I-1), +I.
Table 3.1 Spin QuantumNumbers of Some Common Nuclei.
Element 1H 2H 12C 13C 35Cl 17O
자전양자수(I) 1/21 0 1/2 3/2 5/2
spin state수 2 3 x 2 4 6
(2I+1)
spin state (-1/2,+1/2)(-1,0,+1) x (3/2,1/2,+1/2,+3/2)
(5/2,3/2,1/2,+1/2,+3/2,+5/2)
3) I=0일 경우는 spin state가 존재할 수 없으므로 spin state 수가 0 이 되어 결국
핵이 자전을 하지 않는다는 뜻.
(핵이 자전을 하지 않으면 아무런 자기적 성질을 갖지 못함(NMR 못 이르 킴).
(a). (I = O) 를 만드는 핵 : 질량수 = 원자번호= 짝수 일 때. 즉 (m = z = 짝수)
Ex. 12C, 16O
(b). (I = 정수)를 만드는 핵 : m=짝수 Z=홀수 일 때.
Ex. 2H 14N
(c). (I = 반정수) 를 만드는 핵 : m가 홀수(odd)이고, Z는 임의.
Ex. 1H 13C 17O 19F 31P 35Cl
이때는 핵이 가장 큰 자기적 성질을 갖게 됨 (핵자기 공명을 일으킴).
결론 : (I > 0) 위해서는 m, z중 어느 하나가 홀수 이어야 하지만
반정수가 되기 위해서는 m가 반드시 홀수 이어야 함.
3.2 Nuclear Magnetic Moments(p 103)
1) I>0인 핵은 자전을 하기 때문에 그 원자핵 주위엔 자장이 형성되며 그 핵은
자기모멘트(magnetic moment) μ를 갖는 한 개의 작은 자석이라고 할 수 있고,
자장의 축은 핵의 자전축과 일치하게 된다.(오른손 법칙).

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