NMRとX線結晶学の大きな違いは、NMRが有機分子の原子の種類と数を決定する分析技術であるのに対し、X線結晶学は結晶の原子・分子構造を決定する分析技術であることである。

NMRとは、Nuclear Magnetic Resonance（核磁気共鳴）の略です。分析化学の分光学に属する用語です。一方、X線結晶学は、X線ビームを使って結晶を分析する結晶学的手法である。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. NMRとは 3. X線結晶学とは 4. 横並び比較-表形式によるNMRとX線結晶学 5. まとめ

核磁気共鳴（NMR）は何ですか？

分析化学におけるNMRとは、「核磁気共鳴」の略称である。分析化学の分光学に属する用語です。NMR技術は、試料中のさまざまな原子の種類と数を決定するのに重要な技術である。通常、有機化合物にはNMRの技術が使われる。NMRには大きく分けて、炭素NMRとプロトンNMRの2種類があります。

図01：エタノールのスペクトル

カーボンNMRは、有機分子中の炭素原子の種類と数を決定します。この方法では、試料（分子・化合物）を適当な溶媒に溶かし、NMR分光光度計に入れればよい。そして、分光光度計から、試料中の炭素原子のピークのいくつかを示す画像またはスペクトルを得ることができます。カーボンNMRなので、この方法では炭素原子のみを検出し、プロトンは検出しないので、プロトンを含む液体を溶媒として使用することができる。

また、炭素NMRは炭素原子のスピン変化を調べる重要なツールである。13cnmrの化学シフト範囲は0-240ppmであり、NMRスペクトルを得るためには、フーリエ変換法を用いることが可能である。溶媒のピークが観察できる高速処理です。

プロトン核磁気共鳴法も、分子内の水素原子の種類や数を調べることができる分光分析法である。試料（分子・化合物）を適当な溶媒に溶かし、溶媒ごとNMRスペクトロフォトメーターに入れる方法である。ここで、分光光度計は、試料と溶媒中のプロトンのいくつかのピークを含むスペクトルを提供する。

X線結晶学は何ですか？

X線結晶学は、結晶の原子・分子構造を決定する分析法である。ここでは、分析対象物の結晶構造から、いくつかの特定の方向に回折したX線ビームを得ることができる。

この工程では、回折したX線を結晶テスターで検出し、その角度や強度を測定することで、結晶内の電子密度の3次元画像を生成しています。電子密度を測定することで、結晶中の原子の位置がわかり、分析対象物の化学結合や結晶の乱れなど、さまざまな情報を特定することができる。

図02: 動的粉末X線回折装置

結晶を形成する材料は、塩類、金属、鉱物、半導体、その他有機分子、無機分子、生体分子など多岐にわたる。そのため、X線結晶学は多くの科学分野での発展の基礎となっています。

しかし、このX線結晶構造解析のプロセスには、いくつかの限界があります。例えば、結晶の繰り返し単位が大きく複雑になると、結晶計で得られる画像の解像度が低下する。さらに、試料が結晶状態でなければ、結晶学的な処理はできない。

核磁気共鳴（NMR）とX線結晶学（X線結晶学）の違い

核磁気共鳴（NMR）とX線結晶学は重要な分析技術である。NMRとX線結晶学の大きな違いは、NMRが有機分子の原子の種類と数を決定する分析技術であるのに対し、X線結晶学は結晶の原子・分子構造を決定する分析技術であることである。

以下のインフォグラフィックは、NMRとX線結晶学の違いをまとめたものです。

概要 - 核磁気共鳴(nmr) vs. X線結晶学（X線結晶学）

NMRとはNuclear Magnetic Resonanceの略で、X線結晶学とは、X線を用いて結晶を分析する技術である。NMRとX線結晶学の大きな違いは、NMRが有機分子の原子の種類と数を決定する分析技術であるのに対し、X線結晶学は結晶の原子・分子構造を決定する分析技術であることである。

引用

1 "X-Ray Crystallography"