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但確實是存在的，而且對核子的能級高低是有影響的。干式氮吹儀雖然中子也有自旋角動 量，但中子是不帶電荷的，照理其核磁矩應為零，但實驗結果卻表明，中子自旋也 產生核磁矩，這是出乎意外的（對這一反常現象的一種解釋是：中子可以看作是 由一個質子做核心，外面緊緊圍著一層帶負電的 π介子云組成的體系。質子和 負 π介子的電荷相互中和，因而整個中子不帶電。但質子被裹在里面，其正電 荷造成的磁矩較小，而負 π介子在外面，其負電荷造成的磁矩較大，兩者抵消一 ２５６第六章 有機化合物 部分后，尚多余一部分負磁矩）。因此核子（包括質子和中子）的自旋都會產生 一定的磁矩，即為核磁矩。 （２）由于核子自旋有兩種不同的取向，因而核磁矩是有方向的矢量。與電 子自旋可以配對相似，自旋相反的核子也可兩兩配
對。不過必須是質子與質子 配對，中子與中子配對，中子與質子是不能配對的。當核子兩兩配對時，它們的 核磁矩大小相等，方向相反，正好相互抵消，總核磁矩為零。因此，對于質子數 （即元素的原子序數）和中子數（等于原子質量數與原子序數之差）都為偶數的 原子核，其核自旋量子數為零（Ｉ＝０），這類核的磁矩亦為零。而如果某元素（某 種同位素）原子核的質子數或中子數為奇數，或兩者皆為奇數，則它們的核自旋 量子數不等于零（Ｉ≠０），這種核就有一定的核磁矩。如１１Ｈ、１３６Ｃ、１９９Ｆ、１７８Ｏ、１４７Ｎ等 原子的核都具有一定的核磁矩，而１２６Ｃ、１６８Ｏ、１８８Ｏ等原子的核磁矩皆為零。 （３）當原子核處于外磁場中（在任何一個實際體系中，即使不另加外磁場， 對于任一指定分子而言，體系中其它分子即構成了外磁場）。由于原子的核磁 矩與外磁場的相互作用，隨著原子核磁矩取向的不同，其與
外磁場相互作用的大 小亦不同，這就會影響到分子或原子核的能級。核磁矩與外磁場相互作用產生 的能級，稱為磁能級或核磁能級。對于核自旋量子數為Ｉ（Ｉ≠０）的原子核，在外 磁場作用下，只能有（２Ｉ＋１）個方向，每種取向代表核在該磁場中的一種能量狀 態（即一種核磁能級）。換句話說，外磁場對Ｉ≠０的核所起的作用，是使它們原 來簡并的（２Ｉ＋１）個能級分裂開來。這些能級稱為核的Ｚｅ ｅｅｍａｎ能級。 例如，質子１１Ｈ的核自旋量子數為Ｉ＝１／２，故在外磁場中有（２Ｉ＋１）＝２個取 向；１４７Ｎ核自旋量子數Ｉ＝１，其在外磁場中有（２×１）＋１＝３個取向；而３５１７Ｃｌ的Ｉ 值為２／３，它在外磁場中有（２×２／３）＋１＝４種取向等。即１１Ｈ的核磁能級在外磁 場作用下能分裂為兩個能級。而Ｎ和３５Ｃｌ在外磁場中其核磁能級，可分為分裂 １４７１７
