Definizione e proprietà del momento lineare e del momento angolare in fisica classica e in quanto-meccanica. Spin dell'elettrone, spin del protone e spin del neutrone. Definizione e proprietà del momento magnetico in fisica classica e in quanto-meccanica. Differenze e analogie tra momento angolare e momento magnetico in fisica classica e quanto-meccanica. Rapporto giromagnetico. Comportamento di un nucleo in un campo magnetico: approccio in termini di fisica classica. Fenomeno della precessione. Equazione di Larmor. Fenomeno della risonanza. Condizioni di risonanza. Proprietà di insiemi di nuclei. Magnetizzazione macroscopica. Equazioni fenomenologiche di Bloch. Fattore di saturazione. Il sistema dei nuclei e l'intorno. Coordinate rotanti. Suscettivita' magnetica. Fattore di schermaggio. Equazione di Lamb. Equazione di Ramsey. Schermaggio diamagnetico e schermaggio paramagnetico. Strumentazione NMR: B0: elettromagneti, magneti superconduttori. Trasmettitore, ricevitore, disaccoppiatore, canale di lock. Il computer: convertitore analogico-digitale (ADC). Frequenza Nyquist. Definizione di risoluzione. B1: metodo ad onda continua, metodo ad impulsi. Caratteristiche di un impulso ottimale. Elaborazione del segnale: metodo della trasformata di Fourier (FT). Forma delle bande nei liquidi e nei solidi. Definizione di rapporto segnale-rumore. Teoremi e proprietà della FT. Incremento del rapporto segnale/rumore e della risoluzione. Parametri NMR. Chemical shift: campi generati dagli elettroni intorno ai nuclei. Fattore di schermaggio. Effetti di schermaggio e deschermaggio. Definizione di parti per milione (ppm). Sostanze di riferimento di chemical shift in acqua e in solventi organici. Dipendenza del chemical shift dalla natura dei sostituenti. Effetto di anisotropia del chemical shift. Chemical shift e legame idrogeno. Scala di chemical shift. Dipendenza del chemical shift da solvente, concentrazione, pH, forza ionica. Costante di accoppiamento: origini dell’accoppiamento spin-spin, modalità di trasmissione dell’accoppiamento, tipologie di accoppiamento omo- ed eteronucleari. Dipendenza da parametri strutturali. Equazione di Karplus. Applicazione a diverse classi di composti. Sistemi di spin del I° ordine e di ordine superiore. Equivalenza chimica. Equivalenza magnetica. Tempi di rilassamento spin-reticolo e spin-spin. Sequenze per la misura dei tempi di rilassamento. Relazione dei tempi di rilassamento con la struttura molecolare. Tecniche di disaccoppiamento omo- ed eteronucleare. Effetto Nucleare Overhauser omonucleare ed eteronucleare. Spettroscopia RMN del C-13. Chemical shift, accoppiamento C-13 – H-1. Tecniche di disaccoppiamento. Sequenze Gated Decoupling, Inverse Gated Decoupling e APT. Trasferimento di polarizzazione. Sequenze SPT (selective population transfer): saturation e inversion. Tecniche INEPT e DEPT per la determinazione della molteplicità del carbonio e incremento di sensibilità. Spettroscopia NMR bidimensionale. Struttura di una sequenza ad impulsi bidimensionale Spettroscopia bidimensionale omo- ed eteronucleare. Spettroscopia bidimensionale di correlazione. Spettroscopia bidimensionale di correlazione omonucleare COSY, DQF –COSY, TOCSY. Spettroscopia 2D eteronucleare. Spettroscopia 2D eteronucleare diretta (HETCOR). Spettroscopia 2D eteronucleare inversa (HSQC, HMBC). Tecnica di correlazione C-13 - C-13: INADEQUATE. Correlazioni attraverso lo spazio: spettroscopia 2D NOESY e ROESY (teoria) Correlazioni attraverso lo spazio: spettroscopia 2D NOESY e ROESY (applicazioni). Applicazioni della spettroscopia RMN ai sistemi biologici.

- H. Friebolin: Basic one- and two-dimensional NMR spectroscopy, V edizione, Wiley VCH - K. Wüthich: NMR of proteins and nucleic acids, John Wiley & Sons, Inc.