2009年8月21日 星期五

有機化學的基礎107 磁場強度的影響


1.       核磁共振光譜儀所使用的外加磁場,創造的磁場強度,會影響測試結果的光譜品質圖形


2.       「氫核磁共振光譜1H NMR」中,波峰訊號不小心交疊在一起的意外機率,也會因為使用高磁場的強化設備而減少,因為原子核的共振頻率,會因為外加磁場變強而增強(特別注意,原子核的「化學位移」(δ)不會因此受影響)


3.       磁場頻率是100MHz(M=10 6次方)的時候,2個分離的原子核,化學位移的差距(波峰的高度、寬度差異),以百萬分之一1ppm(1δ)的標準來衡量,就是100Hz(波峰比較緩、左右比較胖,容易發生不同訊號波峰交疊)


4.       然而,如果磁場頻率是500MHz2個分離的原子核,化學位移的差距(波峰的高度、寬度差異),以百萬分之一1ppm(1δ)的標準來衡量,就是500Hz(波峰比較尖銳、左右比較窄,不容易發生交疊的問題)


5.       隨著磁場強度增加,(原子核釋放的)頻率「差異」也會擴大。因此,在高磁場(或高頻率)訊號會分得比較開,也會比較容易辨識。


6.       舉例說明,比較linalool化合物的二種「氫核磁共振光譜1H NMR」,其中一種是用90MHz共振,另一種是用360MHz共振出來的結果。


7.       用頻率90MHz共振所得的光譜(184頁,圖4.20),位於5ppm(化學位移)的訊號波形相當寬胖(不同波峰都糊在一起了),很難判讀,因為各個獨立分子群的頻率都很接近。相反地,用頻率360MHz共振所得的光譜(184頁,圖4.21),製造出尖銳、底部清楚的波峰,雖然圖形變得比較複雜,但是很好判讀。


8.       用高磁場的光譜儀還有一個額外的好處,增加敏感度。只要用300-500MHz的光譜儀檢測,即使樣品份量稀少到只有毫克milligram,還是能得到可供參考的碳13核磁共振光譜。


9.       因為一般而言,氫(1H)的數量是遠多於碳13(13C),所以,樣品份量縱使低於毫克份量,對質子光譜儀來說也足夠了。(質子光譜儀,就是「氫核磁共振光譜儀」)


注:圖表,可翻閱google提供的有限度瀏覽Mary Anne Fox, James K. Whitesell《有機化學Organic Chemistry


徐弘毅:


1.       樣品分子裡,所有原子核的「低能階」和「高能階」是固定的,分別是+1/2-1/2


2.       增強外加磁場的強度,不是改變能階數值,而是強化原子核從「高能階」轉換到「低能階」(或從「低能階」轉換到「高能階」)速度


3.       如果有二部車子彼此的時速差距1.5%,慢慢開的時候,二部車子的差距不會很大,這就像外加磁場比較弱,樣品的化學位移訊號彼此的距離很靠近,甚至黏在一起,不容易分辨;


4.       但是,如果這二部車子用賽車的速度飆車的話,1.5%的時速差距很快就超前一個轉彎跑道,這就像樣品在很強的外加磁場之下,化學位移的每一個訊號,彼此之間的差距變得很清晰。


5.       原子核從「高能階」轉換到「低能階」的速度加快,就是頻率增強。


6.       所以,隨著磁場強度增加,(原子核釋放的)頻率「差異」也會擴大,訊號會比較容易辨識。


7.       因此,解決光譜品質不良的其中一個辦法,就是加強「外加磁場」的強度


8.       如果我們希望台灣百姓做任何決定的時候,都能理性,就必須擴大教育投資,增加體育、藝術課程,只有校長、老師和學生一起加強五育並重的訓練,才能讓每一個國民找到自己與社會的真正價值。


9.      現代文化的缺失,在於人們太高估「理性工具」的價值,而低估了人類「道德的需求」,使得人們愈來愈把金錢視為目標本身,對金錢的追求已經到了非理性的地步。


10.  工具理性,使「交換關係」在社會階層中扮演了重要角色,人與人的相處太計較利害關係。政黨等組織的活動,若太強烈顯示利益的交換與計算,必然導致整體社會對「公平正義」的冷漠。


11.  一個人的社會身分,不能單看財富或財產所有權來決定,而必須考慮教育跟家庭背景。社會身分的定位,並沒有不可改變的規則,比「經濟」階級更重要的是「文化素養」階級的形成與認定。


12.   國家財富,不僅是經濟活動的目標,也是經濟科學的目標,一個國家的經濟政策制定,不能只從狹隘的經濟名詞來評估。


13.   國家的政策,必須同時考慮到社會的穩定、人民的素質、教育、人權;在百姓文化素質不高,又追求經濟的情況下,人民會瘋狂於金錢遊戲;在百姓的素質不高下,政黨的惡劣計算競爭,會因為輸不起,而引發社會的動盪


14.  現代工業資本主義的擴張,使人們的生活逐漸知識化、理性化,但反而傳達了一個錯誤的訊息,讓我們以為只要理性地計算,就可以控制任何事情;對金錢、名利過份地斤斤計較,使得人性高貴的部分逐漸泯滅。


15.   專家沒有靈魂,感官主義者缺乏心靈,這個現象瓦解了現代的文明,使得人類失去理想性,也失去對未來的盼望。


16.  當一個社會和文化,掌控在工具效率的標準之中,以及專業化的邏輯裡,就很容易會製造出一個「鐵牢籠」,困住人類的精神,並完全失去了脫逃的可能性。


17.  共產黨與一黨獨大的威權統治的科層組織,是個標準的鐵牢籠,人民被迫聽令於政府的多數,民意將被壟斷或忽視,個人獨特性、多元意見將喪失;人民的自由力量,將被大幅地縮減;科層組織的領導者,絕對會產生獨裁者心態;而人民被迫學習,不表態的奴才性格。


18.   對韋伯來說,現代文化的發展特色在「除魅」的過程,也就是破除偶像的崇拜的過程。英雄偶像的出現,代表人尚未成熟、長大;有人受到萬民擁戴,表示那個社會文化仍舊處於幼稚的狀態

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