Полоса поглощения ЯМР - это область спектра, в которой име­ется детектируемый сигнал с одним или несколькими максимумами (обычно спектр состоит из нескольких полос поглощения).

Интенсивность сигнала линии поглощения характеризует ко­личество поглощенной образцом энергии и определяется площадью под кривой поглощения. Интенсивность сигнала пропорциональна числу ядер и позволяет оценить их относительное содержание.

Ширина полосы поглощения SH - ширина, измеренная на по­ловине максимальной интенсивности и выраженная в Гц. Поскольку обычно записывается первая производная кривой поглощения по на­пряженности поля, то в этом случае SH находится как расстояние ме­жду соответствующими экстремумами спектра.

Второй момент спектральной линии АН{ рассматривается как особым способом определенная и усредненная ширина линии; он выражается в единицах напряженности магнитного поля и вычисляет­ся из экспериментальных кривых. Можно теоретически рассчитать значение АН2 в зависимости от величины и ориентации межъядерных векторов относительно приложенного внешнего поля. Если задать модель структуры вещества и рассчитать по ней АН2 , то сравнение его с экспериментальными значениями позволяет сделать вывод о том, насколько достоверно модель описывает реальную структуру [9].

В твердых телах, в том числе и полимерах, взаимное располо­жение ядер практически не меняется во времени, обмен энергией про­исходит очень быстро и время релаксации очень мало. Поэтому ши­рина линий в спектре твердых тел большая (до 10000 Гц), и метод на­зывается ЯМР широких линий [10]. В растворах, где молекулы со­вершают интенсивное тепловое движение, время релаксации увеличи­вается и составляет уже несколько секунд, что приводит к появлению в спектре очень узких линий (доли Гц), метод называется ЯМР высо­кого разрешения.

Резонанс ядра в атоме наступает в области более высоких по­лей, чем резонанс ядра, полностью лишенного электронной оболочки. Разность в положении линий поглощения исследуемого ядра и анало­гичного ядра без электронной оболочки называют химическим сдви­гом (х. с.). Поскольку не существует ядер без электронов, на практике для сравнения используют стандартные вещества, относительно кото­рых измеряют химический сдвиг. Таким образом, химический сдвиг - взятая с соответствующим знаком разность напряженности магнитно­го поля (или частот) наблюдаемого сигнала ЯМР и некоторого услов­но выбранного эталонного сигнала (химический сдвиг выражается в миллионных долях м. д.). Для перевода величин химического сдвига из Гц в м. д. используют соотношение 3 (м. д.) = химический сдвиг (Гц) / радиочастота прибора (МГц).

Эталонное вещество растворяют в исследуемом образце (внут­ренний эталон) или помещают в отдельный сосуд, находящийся внутри ампулы с образцом (внешний эталон). Использование внут­реннего эталона всегда предпочтительнее. Вещества, используемые в качестве эталонов, должны обладать следующими свойствами:

1. Давать один пик как можно меньшей ширины, который должен легко опознаваться и быть достаточно отдаленным от всех полос по­глощения исследуемого образца.

2. Быть химически инертным по отношению к исследуемому вещест­ву и растворителю; растворяться в большом числе различных раство­рителей.

3. Быть магнитно изотропным.

4. Обладать достаточной летучестью или другим свойством, позво­ляющим легко удалить его из образца.

Общепринятыми стандартами для ядер ’Н и 13С являются тет - раметилсилан (ТМС) или гексаметилдисилан (ГМДС). Эталон дает линию высокой интенсивности, расположенную в области более силь­ных полей, чем сигналы большинства других протонов. Наиболее распространена шкала химических сдвигов, где линия эталона приня­та за нуль, а все сдвиги, расположенные в более слабых полях, имеют положительный знак.

Для одной и той же группы атомов характерна не одна линия, а некоторый интервал химических сдвигов. Это обусловлено влияни­ем заместителей, их расположением в пространстве, образованием водородных связей или другими факторами.. Заместители в линейных и разветвленных молекулах оказывают разное влияние. Чувствитель­ность химических сдвигов в спектре 13С к структурным изменениям выше, чем в ПМР спектрах, примерно на порядок.

Константа спин-спинового взаимодействия (Гц) - мера не­прямого спин-спинового взаимодействия или взаимодействия магнит­ных моментов двух или более ядер одной молекулы через связываю­щие их электроны. Спин-спиновое взаимодействие может быть геми - нальным, вицинальным и дальним. Геминальным называется взаимо­действие двух ядер, расположенных у одного атома; константы геми - нального взаимодействия протонов обычно составляют от +5 до -21 Гц. Вицинальным называется взаимодействие двух ядер, разделенных тремя связями, например Н-С=С-Н или Н-С-С-Н; причем в насыщен­ных системах оно очень сильно зависит от угла между связями угле­род-водород. Дальним называется взаимодействие двух ядер, разде­ленных четырьмя или более связями. Таким образом, спин-спиновое взаимодействие не зависит от напряженности внешнего магнитного поля, но определяется электронным строением молекулы и, следова­тельно, при конкретном расположении атомов и электронов является постоянной величиной [11].

Константу спин-спинового взаимодействия обозначают ”J, где и - число о-связей, которыми отделены ядра. Знак постоянной спин - спинового взаимодействия соответствует параллельному (-J) или ан~ типараллельному (+J) расположению магнитных моментов ядер и может быть определен экспериментально только из сложных спектров второго порядка.

Число пиков в спектре, или спин-спиновая мулътиплетностъ, зависит от числа ядер соседних групп п и равно п+1. Соотношение интенсивностей линий при п=1 равно 1:1, при п=2 линия расщепляет­ся на триплет при соотношении интенсивностей 1:2 и т. д.

Боковые полосы - это полосы, расположенные попарно более или менее симметрично относительно основной полосы, которые воз­никают вследствие быстрого вращения образца во внешнем магнит­ном поле. Изменение скорости вращения образца влияет на расстоя­ние между боковыми полосами.

13

Сателлиты С - пары полос, расположенные почти симмет­рично относительно основной полосы и возникающие вследствие не­прямого спин-спинового взаимодействия исследуемого ядра с ядрами изотопа 13С (естественное содержание которого 1,108 %), находящи­мися в той же молекуле.