核磁共振主要是由原子核的自旋運動引起的。不同的原子核,自旋運動的情況不同,它們可 以用核的自旋量子數I來表示。自旋量子數與原子的質量數和原子序數之間存在一定的關系,大致分為三種情況,如下表。
分類 | 質量數 | 原子序數 | 自旋量子數I | NMR信號 |
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I | 偶數 | 偶數 | 0 | 無 |
II | 偶數 | 奇數 | 1,2,3,…(I為整數) | 有 |
III | 奇數 | 奇數或偶數 | 0.5,1.5,2.5,…(I為半整數) | 有 |
I值為零的原子核可以看做是一種非自旋的球體,I為1/2的原子核可以看做是一種電荷分布均勻的自旋球體,1H,13C,15N,19F,31P的I均為1/2,它們的原子核皆為電荷分布均勻的自旋球體。I大于1/2的原子核可以看做是一種電荷分布不均勻的自旋橢球體。