1-2 Maruza. Atom spektroskopiyasi usullari. Atom-emission spektroskopiya

12 MARUZA. YADRO MAGNIT REZONANSI SPEKTROSKOPIYaSI 
Yadro magnit rezonansi spektroskopiyasining fizikaviy asoslari 
YaDRO SPININING TABIATI 
Ma’lumki elektronning spini 
2
1
ga teng. Shuning uchun u qiymati 

2
3
2
)
2
1
1
(
2
1



h
bo’lgan hususiy harakat miqdori momentiga ham ega. 
Ko’pchilik yadrolar ham spinga ega, lekin ularning hususiy momentlarining 
qiymati har xil bo’ladi.
Yadrolarning eng oddiysi bo’lgan vodorod atomining yadrosi faqat bitta 
zarracha, ya’ni protondan iboratdir. Protonning massasi 1,67
*
10
-27
kg, zaryadi son 
jihatdan elektronnikiga teng, ishorasi esa musbat. Protonning spini ham 
elektronniki kabi 1/2 ga teng. 
Vodoroddan boshqa hamma atom yadrolarining tarkibiga kiruvchi yana bir 
zarracha neytrondir. Uning massasi protonnikiga teng, zaryadsiz va spini 1/2. 
Shunday qilib, agar qandaydir yadro p protondan va n neytrondan tashkil 
topgan bo’lsa, uning to’liq massasi (yadrodagi bog’lanish energiyasi hisobiga 
paydo bo’ladigan kichkina massalar defektini hisobga olmasak) p+n, to’liq 
zaryadi +p, to’liq spini esa p va n spinlarning yig’indisiga teng bo’ladi. Odatda 
har bir yadro uchun atom massasi yadro simvolining old tomonining yuqorisiga 
qo’yiladigan indeks orqali ko’rsatiladi. Masalan, 
12
S deb belgilash massa soni 12 
bo’lgan uglerod yadrosiga tegishlidir. Bu yadro uchun atomning zaryadi 6 ga teng 
bundan, yadroda 6 proton va 6 ta neytron borligini bilish mumkin. 
13
S yadrosi 
(uglerodning izotopi) 6 ta proton va 7 ta neytronga ega. 
Har xil sondagi proton va neytronlardan tashkil topgan har bir izotopning 
yadrosi o’zining to’liq spin qiymatiga ega. Yadro spinlarini vektorlar kabi 
qo’shilishini boshqaruvchi qonunlar, afsuski hozirgacha noma’lum. Shuning uchun 
umumiy holda ma’lum aniq yadroning spinini oldindan aytish mumkin emas. 
Lekin yadro spinlari bo’yicha olingan tajribaviy natijalarni tahlil qilish ba’zi 
empirik qoidalar chiqarishga imkon beradi. 
Vodorod atomining yadrosi (
1
H) faqat bitta protondan iborat va uning spini 
1/2 ga teng, lekin yadrosi bittadan proton va neytronga ega bo’lgan vodorod 
atomining izotopi, deyteriyning spini proton va neytron spinlarining yo’nalishiga 
qarab (parallel yoki antiparallel) 1 yoki 0 qiymatlarni olishi kerak edi. Ammo 
tajribaning ko’rsatishicha deyteriy yadrosining spini faqat 1 ga teng. Ikkita proton 
va ikkita neytrondan iborat bo’lgan geliy atomi yadrosining spini (
4
Ne) nolga teng 
va hakoza. Bu va tajribada olingan boshqa dalillarga tayanib quyidagi qoidalarni 
ta’riflash mumkin.
1. Protonlar va neytronlar soni juft bo’lgan (juft sonli proton va neytronga 
ega bo’lgan) (mos ravishda zaryadi va massasi juft) yadrolarning spini nolga teng 
bo’ladi (masalan, 
4
Ne, 
12
S, 
16
O va hokazo ).
2. Toq sonli proton va neytronga ega bo’lgan yadrolar (zaryadi toq, massasi 
juft) butun sonli spinga ega bo’ladi (masalan, 
14
N ning spini 1 ga, 
10
V niki 3 ga 
teng va hokazo).
3. Toq sondagi massaga ega bo’lgan yadrolar butunning yarmiga teng 
bo’lgan spinga ega (masalan, 
1
H, 
15
N yadrolarining spini 1/2, 
17
O niki 5/2 va 
hokazo).

---

95
Yadro magnit rezonansi spektroskopiyasi atom yadrosining magnit xossasiga 
ega bo’lishiga asoslangan. Yadro fizikasi kursidan ma’lumki, ba’zi bir yadrolar, 
jumladan proton, burchak momenti (xususiy mexanik moment, xususiy impuls) 
L
ga ega. Bu esa o’z navbatida, yadro magnit momenti 

ning paydo bo’lishiga 
olib keladi. Bu kattaliklar quyidagi munosabat orqali bog’langan. 
L



(6.1) 
bu yerda,  - giromagnit nisbat, shu yadroni xarakterlovchi doimiy kattalik. 
Kvant mexanikasiga asosan burchak moment va yadroning magnit momentlari 
kvantlangan. Ularning bu xossasini klassik mexanika nuqtai-nazaridan tushuntirib 
bo’lmaydi. Burchak momentining dekart koordinat sistemasining ixtiyeriy 
tanlangan o’qiga (masalan, z o’qiga) proyeksiyasini mumkin bo’lgan maksimal 
qiymatlari yoki xususiy qiymatlari 

(

2
/