서울대학교 물리분석실험 NMR spectroscopy 결과 보고서

목차

1. Abstract
2. Data & Result
3. Discussion
4. Homework
5. Reference

본문내용

Abstract
원자핵은 고유한 핵스핀을 갖는다. 핵스핀은 자기장 내에서 힘을 받고, 따라서 자기장의 방향을 회전축으로 세차운동을 하게 된다. 이러한 핵스핀과 자기장의 상호작용에 의해 핵은 몇 가지 양자화된 에너지를 갖는다. 그리고 원자는 핵스핀 상태의 에너지 분포에 따라 특정한 주파수의 진동 자기장을 흡수한다. NMR(Nuclear Magnetic Resonance) spectroscopy는 이러한 원리를 이용해 분자의 구조와 동역학을 분석하는 방법이다. NMR에서는 공명 주파수를 핵스핀에 가해, 핵스핀을 높은 에너지 준위로 이동시킨다. 이후 핵스핀은 가해진 자기장에 의해 세차운동을 하고, 높은 에너지 준위에서 낮은 에너지 준위로 이동하면서 유도 전압을 발생시킨다. 이러한 신호를 분석함으로써 분자의 구조와 움직임에 대한 정보를 얻을 수 있다.[1]

FT NMR(Fourier Transform Nuclear Magnetic Resonance)는 시간에 따라 얻은 NMR 신호를 주파수 영역으로 변환해 분자 내 핵들이 나타내는 신호를 얻는 방법이다. 강한 자기장 내에서 진동 자기장의 펄스를 가하면 자기장 내의 원자 핵스핀은 높은 에너지 준위를 갖고, 세차 운동을 하게 된다. 각 핵스핀은 이 과정에서 NMR 코일에 유도 전압을 발생시켜 NMR 신호를 나타내게 된다. 이 때 각 핵스핀은 화학적 환경에 따라 다른 외부 자기장을 느끼고, 이에 따라서 다른 NMR 신호를 나타낸다. FT NMR에서는 푸리에 변환을 통해 시간에 따라 나타난 NMR 신호를 해석하기 쉬운 주파수 영역으로 바꾼다. 이후 나타난 신호의 주파수와 세기를 통해 분자의 구조를 분석할 수 있다.[2]

참고자료

· Peter Atkins; Julio De Paula; James Keeler. 『물리화학』, (11th ed.); 교보문고, 2023;pp630-635.
· Peter Atkins; Julio De Paula; James Keeler. 『물리화학』, (11th ed.); 교보문고, 2023;pp653-654
· G. Fischer; E. Kleinpeter. Application of 2D EXSY NMR spectroscopy to the study of the dynamic behaviour of aroylcyanoketene-S,S-dimethylacetals. Magnetic Resonance in Chemistry. 1991, 29 (3), 204-206.
· T. Claridge. High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry, Pergamon Press, 1999;pp87-94
· G. Fischer; E. Kleinpeter. Application of 2D EXSY NMR spectroscopy to the study of the dynamic behaviour of aroylcyanoketene-S,S-dimethylacetals. Magnetic Resonance in Chemistry. 1991, 29 (3), 204-206.
· Russell L. Jarek; Robert J. Flesher; Seung Koo Shin. Kinetics of Internal Rotation of N,N-Dimethylacetamide: A Spin-Saturation Transfer Experiment. Journal of Chemical Education. 1997, 74 (8), 978-982.
· P. T. Callaghan; C. D. Eccles. Sensitivity and resolution in NMR imaging. Journal of Magnetic Resonance. 1987, 71 (3), 426-445.