Deuterium und NMR

[nobody]

Es wird ja immer gesagt, nur Kerne mit halbzahligen Spin sind NMR-aktiv.
Jedoch ist ja auch Deuterium ein NMR-relevanter Kern. Allerdings ist die Spinquantenzahl l=1, nichts desto trotz ist ein magnetisches Moment <font class="serif">&mu;</font> vorhanden, daher NMR-aktiv.
Gibt auch noch andere Beispiele für Kerne mit ganzzahligem Spin und magnetischem Moment. Wo ist die Erklärung zu suchen?

Und warum konnte man früher keine NMR-Spektren von paramagnetischen Stoffen aufnehmen?

[schlumpf]

Es wird ja immer gesagt, nur Kerne mit halbzahligen Spin sind NMR-aktiv.

nein, stimmt nicht. Wer selbiges 'immer sagt', hat keine Ahnung von NMR ... . Allerdings ist NMR-Spektroskopie mit halbzahligen Spins sehr viel erfreulicher, theoretisch sowieso (so Sachen wie der Produktoperatorformalismus gehen nur da), aber auch praktisch. Vielleicht wurde deshalb früher mal ein 'geht nich' draus. Nur Kerne mit I=0 sind inaktiv, z.B. C-12, O-16.

Und warum konnte man früher keine NMR-Spektren von paramagnetischen Stoffen aufnehmen?

kann man heute auch nicht unbedingt ...

Das hohe magnetische Moment des Elektrons beeinflußt das NMR-Spektrum und führt zu einer Verschiebung - insbesondere Lanthanide - oder zu Linienverbreiterungen - insbesondere 'symmetische' Radikale (z.B. C/O/N-Radikale, aber auch d5-Konfigurationen wie Mn). Letztere hängt mit erhöhter Relaxation zusammen - und es geht da sehr schnell ins eingemachte.

Reicht dir das?

[nobody]

Originalnachricht erstellt von schlumpf
Kerne mit I=0 sind inaktiv, z.B. C-12, O-16.
Ok, wieso hat z.B. 12C l=0, aber 2H l=1? Wie kommt man da drauf?

kann man heute auch nicht unbedingt ...
Ich dachte heute stellt es nicht mehr so das Problem dar?

[schlumpf]

gg-Kerne (gerade Protonen- und Neutronenzahl) haben i.a. I=0. Weil zwei Protonen oder Neutronen sich wie zwei Elektronen paaren. Und C-12 hat je 6p und 6n..

Und Deuterium ist ein uu-Kern. Leider kann man dann das magnetische Moment nicht so einfach vorhersagen ...

Ich dachte heute stellt es nicht mehr so das Problem dar?


hm.

NMR-Spektroskopiker haben paramagnetische Stoffe immer genutzt, früher z.B. in Shiftreagenzien. Heute z.B. beim biomolekularen Screening. Aber was zuviel ist ist zuviel, da gibt's auch heute kein Spektrum.

[nobody]

Ok, danke.

[minutemen]

die ermittlung von quantenzahlen des kernes ist im vergleich zu denen der hülle kein 'triviales' problem mehr. ziehe dir dazu mal das (http://www.e18.physik.tu-muenchen.de/~skript/Schalenmodell_Atomkerns.html) zu gemüte.

I ungleich null bedeutet, dass ein magnetischer moment/magnetische moment existiert/existieren. als faustregel gilt für g,g-kerne I = 0, für g,u-kerne ist I ganzahliges vielfaches von 1 und für u,u bzw. u,g-kerne ganzahliges vielfaches von 1/2. zu letzeren zählt wasserstoff (H(1,1)), zu den g,u-kernen zählt deuterium (D(2,1)). kerne mit I > 1/2 besitzen immer auch ein quadrupolmoment. darauf basiert zum einen die kernquadrupol-spektroskopie, das nur am rande, zum anderen hat dieses moment aber auch einen meist negativen einfluss auf die 'normale' nmr-spektroskopie, weil sowohl die halbwertszeit des verweilens im angeregten zustand verringert wird (kürzere relaxationszeiten), da die ww des qp-moment mit dem elektrischen feldgradienten der hülle ein guter relaxationsmechanismus ist (sog. quadrupolrelaxation), als auch die linien unschön verbreitert werden.

noch genaueres weiss ich allerdings auch nicht, da ich solcherart nmr-spässe lieber elegant auslasse - g.s.d. stellen sich mir bei meiner synthetischen arbeit solche fragen nicht. mp67, du warst doch so'n nmr-spezi, oder?

[nobody]

@mm: Du sagst Deuterium ist ein g,u Kern, Schlumpf sagt ein u,u kern. :confused:

[schlumpf]

ich dachte, gg bezieht sich auf protonen/neutronenzahl

nicht auf massenzahl/ordnungszahl (a la mm)

bin mir aber da nicht sicher, konsultiere doch mal ein physikbuch.


Aber das prinzip ist doch wohl klar?! genau wie bei den elektronenpaaren halt.

[sublimat]

@schlumpf

Du täuschst Dich nicht, gg z.B. steht für:
gerade Anzahl Protonen, gerade Anzahl Neutronen.


...d.h. Konsultation eines Physikbuches unnötig. :D

[nobody]

Also hatte sich quasi mm da vertan?

[minutemen]

meine angaben beziehen sich aber auf masse- und ordnungszahl, ansonsten gelten die anderen angaben nicht, die sich aber durch einfache umstellung, da masse- und ordnungszahl einfach mit der anzahl der p bzw. n zusammenhängt, auf folgende zurückführen lassen:

(nun gültig f. p und n-zahlen)

gg I = 0
ug/gu I halbzahlig
uu I ganzzahlig.

und um die elektronengeschichte mal geradezurücken: es gibt zwar analogien zur elektronenhülle, aber eben nur analogien. siehe link in meinem letzten posting.

[schlumpf]

und um die elektronengeschichte mal geradezurücken: es gibt zwar analogien zur elektronenhülle, aber eben nur
analogien. siehe link in meinem letzten posting.

in erster Ordnung stimmt's zumindest für den Hausgebrauch ...

normalerweise schaut man eh' nach: im Bruker-Almanach oder im Netz: http://bmrl.med.uiuc.edu:8080/MRITable/

(es gibt noch tonnenweise andere NMR Periodensysteme, dies nur als Beispiel)