Kernmagnetische Resonanz (NMR)

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wollen wir abschließend ein weiteres spektroskopisches Resonanzverfahren beschreiben: Die kernmagnetische Resonanz, kurz NMR (nuclear magnetic resonance) genannt. Mit unseren bisherigen elektronischen Übergängen hat es gemeinsam, daß ein von außen einwirkendes elektromagnetisches Strahlungsfeld zu einer (starken) Absorption in unserer Probe (d. h. der zu untersuchenden Substanz) führt, sobald sie mit einem Übergang bezüglich Energie (ΔE = E₂ - E₁ = h · f), d. h. auch bezüglich der Frequenz f genau übereinstimmt; wir sagen auch: in Resonanz ist bzw. die Resonanzbedingung erfüllt. Ein Molekül muß mindestens einen nichtverschwindenden Kernspin aufweisen, um ein kernmagnetisches (NMR) Resonanzspektrum aufzuweisen. (Entsprechend führen nichtverschwindende Elektronenspins oder Bahndrehimpulse zu Elektronen-Spin-Resonanzen (ESR), die wir hier nicht näher betrachten wollen.) Kernspins ergeben permanente magnetische Dipolmomente. Im Gegensatz zu den (optischen) Spektren zwischen unterschiedlichen elektronischen Zuständen beinhalten kernmagnetische Resonanzspektren Übergänge zwischen (quantisierten) Kerndrehimpulszuständen (Energieniveaus), die bei Abwesenheit eines äußeren Magnetfeldes entartet sind. Diese entarteten Zustände spalten durch die Wechselwirkung der permanenten magnetischen Kerndipole mit einem äußeren Magnetfeld auf.