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双極子−双極子相互作用とは?



 

双極子というとピンとこないかもしれませんが、
要するに、“棒磁石”のことです。
N極とS極、2つの極があるから双極子、というわけです。
つまり、双極子−双極子相互作用とは
“棒磁石と棒磁石の関係”のこと。

机の上に2本の棒磁石がおいてあったとします。
片方の棒磁石に軽く手をふれて揺らしてみましょう。
もう片方もそれにつられて揺れるはずです。
この揺れ方は、2本が近づきあっているほど大きい。

つまり、2本の棒磁石の関係(相互作用)の強さは、距離と
相関関係があるのです。
(実際には距離の3乗に反比例します。)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 NMRで双極子−双極子相互作用が見える?

 
・溶液NMR → ×

溶液状態においては、激しい回転運動により各原子間の相対配置が、
NMRで観測可能な時間尺度よりも速く変化しています。

そのため溶液NMRでは、双極子−双極子相互作用は平均化されてしまい、
スペクトルに(ほとんど)影響を及ぼしません。
 

・固体NMR → 

固体状態においては、各原子の配置が空間的に固定されています。
固体NMRでは、この双極子−双極子相互作用の強さをダイレクトに
観測することができます。
溶液NMRでは失われてしまった情報を、固体NMRで得ることができるのです。
 
 
 
 

双極子−双極子相互作用に関する模式的な固体NMRスペクトル

1.単結晶または一軸配向試料

Δω:双極子−双極子相互作用の強さと、
   結合軸と外部磁場とのなす角の関数。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.粉末試料または無配向試料 (いわゆる粉末パターン)


Δω:双極子−双極子相互作用の強さの関数。
   



Last modified 16 Feb. 1999 (文責: 伊藤俊樹)