Os núcleos atômicos giram sobre si mesmos (spin) e apresentam um momento angular que é dado pela expressão \begin{equation}\label{ec1} L=\sqrt{I(I+1)}\hbar \end{equation} Momento angular depende do número quântico I (número quântico do momento angular ou spin nuclear), que pode assumir diferentes valores dependendo do tipo de núcleo, I=0, 1/2, 1, 3/2, 2, 5/2, 3,.....
O cálculo do número quântico de spin para um núcleo é feito adicionando os spins de prótons e nêutrons desemparelhados. Por exemplo, o hidrogênio tem I=1/2, pois é formado por apenas um próton.
Os estados de spin quântico permitidos são dados por $m_I$, que assume os seguintes valores \begin{equation} m_I=-I, -I+1, ...., I-1, I \end{equation} O número de valores que $m_I$ leva para um determinado valor de I é $2I+1$. Assim, para um núcleo com I=1/2 existem dois possíveis estados de spin quântico dados por $m_I=-1/2, 1/2$. Um núcleo com I=1 tem três estados quat de spin permitidos $m_I=-1, 0, +1$. Na ausência de um campo magnético, os estados quânticos de spin são degenerados.
