一、发展简史

第一阶段：1945年到1951年，发明核磁共振法并奠定理论和实验基础的时期： Bloch（斯坦福大学，观察到水中质子的信号） 和Purcell（哈佛大学，观察到石蜡中质子的信号）获得了Nobel奖金。

第二阶段：1951年到1960年为发展时期，其作用被化学家和生物学家所共认，解决了许多重要难题。1953年出现了第一台30MHz核磁共振谱仪；1958年及年代初又出现了60MHz,100MHz的仪器。50年代中期发展了1H-NMR，19F-NMR和31P-NMR。

第三阶段：60至70年代，NMR技术飞跃时期。脉冲Fourier变换技术，提高了灵敏度和分辨率，可常规测定13C核；双频和多频共振技术；

第四阶段：70年代后期理论和技术发展成熟。

 1、200，300，500MHz和600MHz的超导NMR谱仪；

 2、应用各种脉冲系列，在应用方面作了重要的开拓；

3、出现了2D-NMR；

4、多核研究，可应用到所有磁性核；

5、出现了“核磁共振成象技术”等新的分支学科。

二、主要用途：

1.  结构的测定和确证，有时还可测定构型、构象

2. 化合物纯度的检查，灵敏度较薄层、纸层析高

3. 混合物分析，如主要信号不重叠，无需分离即可测定混合物的比例。

4. 质子的交换，单键的旋转，环的转化等化学变化速度的推定

1. 原子核的自旋

在所有元素的同位素中，大约有一半的原子核具有自旋运动。这些自旋的原子核是核磁共振的研究对象。自旋量子数：描述原子核自旋运动的量子数，可以为整数、半整数或0。

在有机化合物组成元素中，C、H、O、N是最主要的元素。在其同位素中，12C、16O无磁性，因此不发生核磁共振。1H的天然丰度较大，磁性较强，易测定，故NMR研究以前主要是针对质子进行的。13C的丰度较小，只有12C的1.1％，且信号灵敏度只为质子得到1/64。故总灵敏度只有1H的1/6000，较难测定。但近30年来，核磁共振仪器很大改进，能在短时间内测定13C谱，且给出的信息较多，已成为NMR的主要手段。1H, 19F,31P天然丰度较大，磁性较强，且核电荷分布为球状，最易测定。

2. 核磁共振现象

①进动:具有一定磁矩m的自旋核在外磁场H0作用下，此核将因外磁场形成q角作进动运动：w为进动运动角速度，它正比于H0（外磁场强度） 。

②自旋核在外磁场中的取向：没有外磁场时，其自旋磁距取向是混乱的。磁性核处于外磁场H0中，有（2I＋1）个取向。磁性核在外磁场中的的自旋可以类比于陀螺在重力场中的进动（旋进、回旋） 。

③ 核磁共振的条件

产生核磁共振必须具备磁性原子核、外磁场、射频磁场三个前提，且满足射频磁场的频率等于自旋核的进动频率，才发生共振，由低能态向高能态跃迁。

④ 核磁共振现象：

在外磁场H0垂直方向施加一旋转磁场H1于进动核，若H1的旋转频率同核的旋转进动频率值相等时，进动核可从H1吸收能量，由低能态向高能态跃迁—即为核磁共振。