质子（¹H）是核磁共振波谱中使用的典型原子核，在所有原子核中具有最高的接收度，并且存在于绝大多数化合物中。简单的抗磁性有机和有机金属化合物的信号在δH −5~+15 ppm范围内（相对于CDCl₃中的(CH₃)₄Si），并且观察到的化学位移与化学环境之间已建立很好的相关性。

作为第二高接收度的原子核，¹⁹F通常被核磁共振谱学广泛研究，它拥有比质子更宽的谱图范围，δF +100~-250 ppm范围内（相对于CCl₃F）。与质子一样， ¹⁹F也是自旋1/2的原子核，通常可观测到F-F和F-H耦合。含氟化合物具有非常广泛的应用范围，包括药品、大宗化学品和电池等电化学设备。

由于碳在有机化学和生命科学中的重要性，碳（¹³C）可能是核磁共振谱学中除质子以外研究最多的原子核。然而它是所有核磁共振活性原子核中接收度最低的核之一。事实上，如果不是因为它在自然界的普遍存在，¹³C可能只是核磁共振谱学中不常见的研究核，而不会成为核磁共振发展的驱动力之一。¹³C NMR谱通常使用去耦技术来获得，以去除氢-碳之间的耦合，这大大简化谱图并且提高了信噪比。大多数小分子有机物产生的质子去耦¹³C NMR谱（通常表示为：¹³C{¹H}），通常是由化学位移在δC 0~200 ppm范围内的一系列尖锐单峰组成（相对于 CDCl₃中的 (CH₃)₄Si）。

³¹P的NMR谱常用于配位化学和催化分析，因为该领域经常涉及含磷配体的使用。同时，由于磷酸盐（PO₄^3-）在许多生化途径中的重要性，含磷化合物常用于药物和膳食补充剂，这些都可以通过核磁共振进行研究。此外，还存在许多含磷的阴离子，如常用在锂离子电池中的六氟磷酸盐。³¹P通常也是质子去耦谱图，通常在δP −80~+250 ppm的范围内给出尖锐的信号。（相对于D₂O中的H₃PO₄）

¹¹B是一个四极核，它的3/2自旋导致它的谱线信号通常比1/2自旋核更宽，其线宽强烈依赖于局部对称性和分子的大小，化学位移通常在δB −120~+90 ppm的范围内（相对于CDCl₃中的BF₃·OEt₂）。含硼化合物有着广泛的应用，包括作为Lewis酸催化剂和用于Suzuki交叉偶联反应。因此，它们常被用作精细化学品和药物合成的中间体。

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钠是地球上含量第六丰富的元素，并且在生物体内无处不在。而且，含钠化合物是有机金属化学中非常重要的试剂。此外，钠还是非常广泛的物质组成部分，从食品、饮料到药品、石油添加剂和聚合物等。²³Na是一个四极核，其线宽强烈依赖于局部对称性和分子的大小。²³Na的信号可以在δNa +10~−60 ppm范围内观察到（相对于 D₂O 中的 NaCl）。

含锂化合物也是有机金属化学中非常重要的试剂。虽然锂会被用于制药，但是其没有已知的生物学作用。锂的一个快速发展的应用是储能系统和含有锂离子的溶液，例如电池中使用的锂电解液，这是非常值得通过核磁共振波谱来研究的。⁷Li是一个四极核，其线宽强烈依赖于分子的对称性和大小。⁷Li的信号出现在δLi +15~−20 ppm的范围内（相对于 D₂O 中的 LiCl）。

²⁹Si的核磁共振谱具有重要的应用，如分析聚硅氧烷（硅树脂）及其反应单体。聚硅氧烷具有一系列的应用，包括粘合剂、润滑剂和密封剂等，同时在医学和家庭中也广泛使用。²⁹Si具有较低的接收度，信号出现在δSi −350~+175 ppm的宽广范围内（相对于 (CH3)₄Si）。¹³C核磁共振中使用的一些提高灵敏度的方法也同样适用于²⁹Si核磁共振。例如使用 DEPT（通过极化转移进行无畸变增强）脉冲序列，从而激发更高的接收度的质子，而不是²⁹Si 原子核。

⁵⁹Co作为第一个观察到不同化合物化学位移变化的原子核，其在核磁共振波谱的发展中发挥了重要作用。由于许多钴化合物是顺磁的，所以⁵⁹Co NMR谱通常局限于低自旋钴（I）和钴（III）的配合物。钴核的化学位移观察范围是所有核中最大的，达到了δCo −4000~+14000 ppm（相对到 D₂O 中的 K₃[Co(CN)₆]。

²⁷Al是一种高接收度原子核，通常在δAl -200~+200 ppm的范围内给出广泛的信号（相对于D₂O中的Al(NO₃)₃）。含铝化合物是医药和精细化学品合成过程中的常用试剂和中间体。同时铝还可以用于能源储存，因为它们具有更高的理论能量密度，在地壳中也具有更高的含量，铝离子电池有可能取代锂离子电池。