Samenvatting

Summary Spectroscopic Techniques

1 keer verkocht

Instelling
Radboud Universiteit Nijmegen (RU)

This is a complete summary of the course Spectroscopic Techniques. Includes information from the lecture notes and the student manual. The topics that are discussed in this course are: background theory, NMR spectroscopy, chemical shift, scalar coupling, experimental aspects of NMR and magnetic res...

[Meer zien]

Voorbeeld 2 van de 13 pagina's

Bekijk voorbeeld

Geupload op 11 september 2019
Aantal pagina's 13
Geschreven in 2018/2019
Type Samenvatting

magnets
nuclear magnets
nuclei
magnetic field
absorption
emission
radiation
transition
nmr
sample
boltzmann
distribution
magnetization
resonance
faraday
induction
nmr measur
nuclear magnetic resonance

Volgen

IsabeldeKiewit Lid sinds 5 jaar 37 documenten verkocht

€6,49

In winkelwagen

Op verlanglijstje

100% tevredenheidsgarantie
Direct beschikbaar na je betaling
Lees online óf als PDF
Geen vaste maandelijkse kosten

Spectroscopic Techniques

1. Theory

Nuclear Magnets

Magnetic dipole

 μ: magnitude depends on spin-quantum number
Vector ⃗ I (NMR only I = ½)
 |⃗μ|= I ∙ ( I +1 ) ∙ γ ∙ℏ ( ⃗μ in A∙m2)
√
 γ : gyromagnetic ratio
h
 ℏ: reduced plank constant ( )
2π
Orientations

 μ z=m I ∙ γ ∙ ℏ ( μ z is magnetic dipole in direction of B0)
 m I : magnetic quantum number
 Nuclear spin with spin-quantum number I can take 2I + 1 orientations ( m I )
 α-state: positive m I relative to z-axis (B0), lower energy
 β-state: negative m I relative to z-axis (B0), higher energy

Energy of Nuclei in a Magnetic Field

 E=−m I ∙ γ ∙ ℏ ∙ B0
 E : energy of a nuclear magnetic dipole in a magnetic field
 E=h ∙ v

Absorption and Emission of Radiation: Transitions I

Transitions

 Absorption/emission: can change the orientation (thus the energy) of a nuclear magnetic
dipole
 Absorption: from α-state to β-state
 Emission: from β-state to α-state
 ∆ E=γ ∙ℏ ∙ B 0 (selection rule: ∆m = ±1)
γ ∙ B0
 v L=
2∙π
 v L: Larmor frequency (of the absorbed/emitted radiation)

A Real NMR Sample: Boltzmann distribution

 Proton fractions: only depend on energy and temperature
N α 1 1 γ ∙ℏ ∙ B0
 xα= = + ∙
NH 2 4 k ∙ T
N 1 1 γ ∙ ℏ ∙ B0
 xβ = β = − ∙
N H 2 4 k ∙T

1

, Absorption and Emission of Radiation: Transitions II

 Absorption: H α +h ∙ v → H β (excited → ground)
 Emission: H β → H α +h ∙ v (ground → excited)
 Eexch =E|¿|− E =( N − N ) ∙h ∙ v=N ∙ ( x − x ) ∙ h∙ v ¿
emit α β H α β

2. NMR Spectroscopy

Magnetization

 Vector ⃗M : sum of all the individual vectors of the atoms (population difference of energy
levels)
γ 2 ∙ ℏ2 ∙ B0 for spin-½ nuclear magnetic dipoles (
 M z =N ∙ M z is magnetization in direction of
4∙k ∙T
B0)
2 γ 2 ∙ℏ 2 ∙ B 0 for spin-1 nuclear magnetic dipoles (
 M z =N ∙ M z is magnetization in direction of
3∙k∙T
B0)
 N : the total number of nuclear spins
Larmor precession

 Thermal equilibrium: Boltzmann distribution → magnetization parallel to B 0
 No equilibrium: magnetization not parallel to B0 → magnetization rotates
around the direction of B0
 Larmor frequency: the frequency of the processional motion, equal to
absorption frequency of the nuclear magnetic dipoles
γ ∙ B0
 v L=
2∙π

 v L: Larmor frequency
 ω L =γ ∙ B0
 ω L: Larmor angular frequency
 NMR transition: magnitude of the magnetization vector remains constant, only the orientation
with respect to B0 changes

Absorption and Emission of Radiation: Transitions III

Magnetization vector and transitions

 A: magnetization precession around the direction of the
oscillating field B1
 B: magnetization precession around the magnetic field B0
 C: combined rotation of nuclear magnetization around
the direction of the B1 field (x-axis) and B0 field (z-axis)
 the interaction of the proton magnetic dipoles with the
oscillating magnetic field B1 and the static field B0 results in a complex precessional motion of
the magnetization vector around x- and z- axes simultaneously

Arbitrary angle

2

Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:

Bewezen kwaliteit door reviews

Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!

In een paar klikken geregeld

Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, creditcard of je Stuvia-tegoed en je bent klaar. Geen abonnement nodig.

Direct to-the-point

Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!

Veelgestelde vragen

Wat krijg ik als ik dit document koop?

Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.

Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?

Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.

Van wie koop ik deze samenvatting?

Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper IsabeldeKiewit. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.

Zit ik meteen vast aan een abonnement?

Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,49. Je zit daarna nergens aan vast.

Is Stuvia te vertrouwen?

4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)

Afgelopen 30 dagen zijn er 68175 samenvattingen verkocht

Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen

Begin nu gratis

Samenvatting

Summary Spectroscopic Techniques

Document informatie

Onderwerpen

Geschreven voor

Verkoper

Ontvangen beoordelingen

Voorbeeld van de inhoud