化学シフト
化学シフト
化学シフト
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/09/13 01:52 UTC 版)
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核磁気共鳴における化学シフト（英語: chemical shift）とは、核スピン周囲の電子の空間的分布の違いにより、核スピンに働く見かけ上の静磁場や共鳴周波数が変化することをいう。
概要
原子核は何らかの形で周囲を電子に取り囲まれており、原子核の周囲の電子は、静磁場中では核の周りを運動する。つまり原子核周囲で電流が流れる。電流は磁場を誘起するので、静磁場と逆方向の磁場を生じる。この誘起された磁場は静磁場
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化学シフト
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/12 07:30 UTC 版)
詳細は「化学シフト」を参照 原子核の周りには通常は電子が運動している。運動している電子は磁場を作り出すため、これにより原子核のラーモア周波数は影響を受ける。原子核の周りの電子の状態はその原子がどのような化学結合をしているのかに影響を受ける。そのため、その原子が構成している物質の違いによってラーモア周波数も異なる。この物質によるラーモア周波数の違いを化学シフト（ケミカルシフト）という。ハミルトニアンの化学シフト項は以下のように表せる。 H ^ = γ I ⋅ σ ⋅ B 0 {\displaystyle {\hat {H}}=\gamma I\cdot \sigma \cdot \mathbf {B} _{0}} ここで、σは化学シフトテンソルあるいは遮蔽テンソルと呼ばれる。このときのラーモア周波数は以下のようになる。 γ B 0 { [ ( 1 − σ x x ) α x ] 2 + [ ( 1 − σ y y ) α y ] 2 + [ ( 1 − σ z z ) α z ] 2 } 1 2 {\displaystyle \gamma B_{0}\left\{\left[(1-\sigma _{x}x)\alpha _{x}\right]^{2}+\left[(1-\sigma _{y}y)\alpha _{y}\right]^{2}+\left[(1-\sigma _{z}z)\alpha _{z}\right]^{2}\right\}^{\frac {1}{2}}} ここでσxx、σyy、σzzは化学シフトテンソルの主値、αx、αy、αzは主軸から見た静磁場B0の方向余弦である。 観測している原子核が充分に速く等方的に運動している場合には、化学シフトテンソルは平均化されてスカラーσで表すことができる。これを遮蔽定数という。このときのラーモア周波数は以下のようになる。 γ ( 1 − σ ) B 0 {\displaystyle \gamma (1-\sigma )B_{0}} いずれの場合もラーモア周波数は静磁場B0に比例する。化学シフトの値を議論する場合には、この磁場依存性をなくすためにラーモア周波数をγB0で割った無次元数を利用することが多い。
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