NMR - Begreber Flashcards
(24 cards)
Hvad er angular momentum i NMR?
Angular momentum er atomkernens “vinkelmoment” – det, der opstår når den roterer pga. sit spin (I). Det giver kerner et magnetisk moment, som gør dem NMR-aktive i et magnetfelt.
Hvad er magnetisk moment i NMR?
Det magnetiske moment (μ) er kernekernens “lille magnet”, skabt af dens spin. Det afgør, hvordan en kerne reagerer i et magnetfelt.
Hvad er magnetic quantum number (m) i NMR?
Det magnetiske kvantetal
𝑚
m beskriver de mulige orienteringer af en kerne’s spin i et magnetfelt.
For en kerne med spin 𝐼 gælder:
m=−I,−I+1,…,I−1,I
Fx for
𝐼 = ½ : m = −½, +½
Disse energiniveauer giver anledning til NMR-signal ved overgang mellem dem.
Hvad er Larmor frequency?
Larmor frequency (𝜈) er den frekvens, hvormed en NMR-aktiv kerne precesserer (roterer) i et magnetfelt. Det er også den resonansfrekvens, hvor energi absorberes i NMR.
Hvad er B₀ i NMR?
B₀ er det statiske, ydre magnetfelt, som NMR-instrumentet genererer.
Det afgør resonansfrekvensen (Larmor frequency) og dermed følsomhed og opløsning.
Hvad er chemical shift?
Chemical shift beskriver hvor meget en kerne’s resonansfrekvens er forskudt pga. elektronernes afskærmning.
Det måles i ppm og fortæller noget om kemisk miljø.
Hvad er inductive effekt?
Inductive effekt er elektrontilbagetrækning eller -skubning gennem sigma-bindinger i et molekyle, forårsaget af forskelle i elektronegativitet mellem atomer.
Påvirker fx kemisk reaktivitet og NMR chemical shifts.
Hvorfor bruges chemical shift [ppm] og ikke frekvens?
Shift afhænger ikke af fieldstrength
Hvad har mesomeric effects med benzenringe at gøre?
Mesomeric effects beskriver, hvordan substituenter på en benzenring kan donere eller trække elektroner via π-systemet, hvilket påvirker:
Elektrontæthed i ringen
Reaktivitet og substitutionsmønster (ortho/para vs. meta)
Stabiliteten af intermediater i reaktioner
Fx -OH har +M effekt og aktiverer ringen, mens -NO₂ har −M effekt og deaktiverer.
Hvad er magnetic anisotropy?
Magnetic anisotropy er variationen i det lokale magnetfelt, som en kerne oplever, afhængigt af molekylets orientering.
Det påvirker NMR chemical shifts, især i aromatiske og alkeniske systemer pga. cirkulerende elektronstrømme.
Hvad er coalescence temperatur?
Coalescence temperatur er den temperatur, hvor to eller flere NMR-signaler smelter sammen til ét, fordi vekselvirkningen mellem molekylære former sker lige så hurtigt som NMR-tids-skalaen.
Hvad er field homogeneity?
Field homogeneity er et mål for, hvor ensartet det magnetiske felt (B₀) er over prøven.
→ Et homogent felt er afgørende for skarpe, velopløste signaler.
→ Inhomogenitet i feltet giver bredere peaks, dårligere opløsning og unøjagtige chemical shifts.
→ Justeres med shimming (finjustering af små spoler).
Hvad er shimming i NMR?
Shimming er processen, hvor man justerer små elektromagneter (shim coils) for at gøre det magnetiske felt (B₀) så homogent som muligt.
→ Målet er skarpe peaks og høj opløsning.
→ Udføres automatisk eller manuelt – især vigtigt før følsomme eksperimenter.
Hvad er field stability i NMR?
Field stability er, hvor konstant det magnetiske felt (B₀) er over tid.
→ Et stabilt felt er nødvendigt for at få reproducerbare og præcise data, især i lange eksperimenter som 2D eller 13C NMR.
→ Instabilitet fører til frekvensdrift, bredere peaks og uskarpe spektra.
Hvad er field frequency lock?
Field frequency lock er et system i NMR, der holder det magnetiske felt (B₀) stabilt over tid ved at måle og korrigere for små ændringer.
→ Det bruger ofte en deuterium-signal fra opløsningsmidlet (fx D i CDCl₃) som reference.
→ Sørger for, at resonansfrekvenserne ikke driver under målingen → skarpere og stabile signaler.
Hvad er tuning i NMR?
Tuning justerer RF-spolen i proben, så den resonerer ved den rigtige frekvens for den ønskede kerne (fx ¹H = ca. 400 MHz, ¹³C = ca. 100 MHz).
→ Giver maksimal følsomhed og signalstyrke for netop den kerne.
Hvad er matching i NMR?
Matching tilpasser proben til systemets impedans (50 ohm), så RF-energi overføres effektivt uden refleksion.
→ Gør signalet stærkere og mere stabilt, især vigtigt ved følsomme målinger.
(Strøm-halløj skal passe sammen)
Hvad er magnetic field gradient?
En magnetic field gradient er en kontrolleret ændring i magnetfeltets styrke over plads (fx langs z-aksen).
→ Bruges i mange NMR-teknikker til at selektivt manipulere magnetisering, fx i pulsering, rumlig kodning (imaging), eller til at fjerne uønskede signaler.
→ Giver mulighed for 2D- og 3D-billeddannelse (MRI) og forbedrer eksperimentel kontrol.
Hvad er eddy currents?
Eddy currents er elektriske strømme, der induceres i ledende materialer, når magnetfeltet ændrer sig hurtigt.
→ De skaber modstrømsfelter, som kan forstyrre det ønskede magnetfelt i NMR.
→ Forårsager feltinhomogenitet og signalforringelse, især efter hurtige gradientændringer.
→ Kompenseres med teknikker som eddy current compensation.
Hvad er konvektion i NMR?
Konvektion er bevægelse af væske i prøven på grund af temperaturforskelle eller opvarmning under eksperimentet.
→ Kan føre til ujævn prøvefordeling i kernen og bredspektrede eller forvrængede signaler.
→ Især problematisk i lange eksperimenter og ved høje temperaturer.
→ Kan mindskes med god temperaturkontrol og prøveforberedelse.
Hvad er sensitivity i NMR?
Sensitivity er evnen til at opdage små signaler fra prøven.
→ Afhænger af magnetfeltstyrke, prøvekoncentration, spoleeffektivitet og støj.
→ Høj sensitivity giver bedre signal-til-støj-forhold og mulighed for at måle lave koncentrationer.
Hvad er resolution i NMR?
Resolution er evnen til at adskille to tætliggende signaler i spektret.
→ Høj opløsning betyder skarpe, veladskilte peaks.
→ Afhænger af feltets homogenitet, spektrometerets kvalitet og prøveforhold.
Hvordan kan sensitivity forbedres i NMR?
- Brug højere magnetfeltstyrke (stærkere magnet).
- Øg prøvekoncentration.
- Brug en følsom probe, fx cryoprobe.
- Optimer tuning og matching.
- Øg antal scans for bedre signal/støj-forhold.
Hvordan kan resolution forbedres i NMR?
- Sørg for god shimming (homogent magnetfelt).
- Stabiliser magnetfeltet med field lock.
- Brug passende pulse sequences og lange acquisition times.
- Undgå konvektion og temperaturudsving i prøven.
