NMR 化学シフトのメカニズム

　NMRは、強力な分析法として、化学をはじめ多くの分野で利用されています。しかしながら、NMR化学シフトが、分子の電子状態に関する広範な情報を含んでいることは、 あまり認識されていません。 我々は、多核NMRの化学シフトの電子的な起源を明らかにし、化合物の電子状態や化学結合の本質を NMRの化学シフトから理解する考えを提案しています。

 

　NMR化学シフトは、価電子の角運動量が誘起する磁場が原子核の磁気モーメントを遮蔽する効果です。 軌道角運動量を持つ、p-電子やd-電子の価電子構造を敏感に反映します。 中辻は、化学シフトの電子的なメカニズムが、元素に固有の物性であり、 そのメカニズムが、共鳴核の周期律表上の位置により決まることを示しました。

 

　さらに、重元素を共鳴核とするNMR化学シフトにおいては、相対論的効果が 本質的に重要となります。周期律表上すべての元素を含む化合物のNMR化学シフトのメカニズムを 理解し、元素本来の性質に起因する化学結合や物性の本質を明らかにするには、 相対論的な方法が不可欠です。

 

　我々は、NMRの化学シフトの電子的な起源を明らかにするとともに、 多核NMRの化学シフトを精度よく予測できる相対論効果を考慮した理論の開発を行っています。