化学位移的定义
氢谱解析(1)
倍以上，即 /J 6时，得到的谱图为一级谱
图。
/J 6时为高级谱图，高级谱图中磁核之间
耦合作用不符合上述规则。
4．影响耦合常数的因素
耦合常数 J 与化学位移值 一样是有机物结
构解析的重要依据。 根据核之间间隔的距离常将耦合分为同碳耦
合（2JH-C-H或 2J ）、邻碳耦合（3JH-C-C-H或 3J ）和远程耦合三种。
HA
HB
X
Y
HA'
HB'
HA Y
X
HB
HA' Y
2. 耦合作用的一般规则
一组磁等价的核如果与另外n个磁等价的核 相邻时，这一组核的谱峰将被裂分为2nI＋1 个峰，如I＝1/2，裂分峰数目等于n＋1个，
通常称为“n＋1规律”。 如某组核既与一组n个磁等价的核耦合，又
与另一组m个磁等价的核耦合，且两种耦合 常数不同，则裂分峰数目为 (n+1)(m+1)。
(1) 各种基团中质子化学位移值的范围 化学位移 是利用核磁共振推测分子结构的重要依据，了 解并记住各种类型质子化学位移分布的大致情 况，对于初步推测有机物结构类型十分必要。
羧酸
烯烃
炔烃
烯醇
醛 芳香烃
XCHn CCHn
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
（2）1H化学位移的数据表和经验公式
（２）磁性核在外磁场中（B0)中的行为
若I≠0的磁性核处于外磁场中B0中产生以下现 象：
• 原子核的进动
核受到磁场力的作用围绕外磁场方向作旋 转运动，同时保持本身的自转。这种运动方式称 为进动或拉摩进动。进动频率v表示为：
有机化合物波谱解析第三章 核磁共振(NMR)
• 目的要求 • 1. 掌握核的能级跃迁与电子屏蔽效应的关系以及
影响化学位移的主要因素，能根据化学位移值初步 推断氢或碳核的类型 • 2. 掌握磁不等同的氢或碳核、1H-NMR谱裂分情况、 偶合常数
• 3. 掌握低级偶合中相邻基团的结构特征，并能初 步识别高级偶合系统
• 4. 掌握常见13C-NMR谱的类型及其特征 • 5. 熟悉发生核磁共振的必要条件及其用于有机化
合物结构测定的基本原理
• 6. 了解脉冲傅立叶变换核磁共振测定方法的原理 • 7. 了解1H-NMR及13C-NMR的测定条件以及简化图谱
的方法，并能综合应用图谱提供的各种信息初步判 断化合物的正确结构
主要内容
• 1. 核磁共振原理 • 2. 核磁共振仪器 • 3. 氢核磁共振（1H-NMR） • 碳核磁共振（13C-NMR） •
然而，要给出尖锐的NMR峰，以提高分 辨率，需要驰豫时间长，互相矛盾，最佳 半衰期范围在0.1-1秒，相应的谱线宽度为 1cps。
4）核的进动与核的共振
质子在外加磁场作用下，产生怎样的动力方式呢？ E=μHB0
ΔE0
E=-μHB0 HB00 陀螺在与重力作用方向吸偏差时，就产生摇头动力， 称为进动。核磁矩在静磁场环境中围绕B0以ω角频 率进动，称之为拉摩尔（Larmor）进动.
• BN = B0 - ·B0
• BN = B0·(1 - ) • 氢核外围电子云密度的大小，与其相邻
原子或原子团的亲电能力有关，与化学 键 子 高 ·B的 云 场0亦类密；小C型度H；有大3-共关，O，振。·氢吸B如0核收大CH外出，3-围现共Si电振在，子吸低氢云收场核密出。外度现围小在电，
B0
二、产生核磁共振的必要条件
1H NMR化学位移的正确理解和规范表述
核 磁共振 的研究 对象 是具有 磁矩 的原子核 凡是 自旋量子数不等于零 的原 子核 （ ｚ 如 Ｈ、ｎ ） ｃ ，都可 以发
生 核磁共 振 。其 产生 的条件是 ：带有 磁性 的核在 外磁 场 的作用 下发 生 自旋 能级分 裂 ．当吸收外 来 电磁 辐射 时 ，将 发生 核 自旋 能级 的跃迁 ，从而 产生所 谓 的核磁 共振现象 。
Ｔ ） ＭＳ 为标准化合物 ， 并设其 ８ 为 ０ 值 。用标准化合 物作 对 比是 由于有机 化合物 中各种类 型氢核 的化 学位移 差 异极 小 。 难以精确测得数值 。用 ６ 表示 的化学位移 与外 磁场 强度无关 。因此 ， 样品 中某一磁 核在 不 同磁场 强度 的核 磁共 振仪上所得到 的 ８ 值都相 同。 由表 １ 可知 ， 多 数有机化合物中的质子化学位移 ６在 ０ １ 之间。 ～２ 根据 化学位移值 可 以很 方便 地描述 各种不 同磁 核
、
核磁 共振原 理和 ｔ ＭＲ中的化学位移 ＨＮ
上是一量纲为一的量 ． 上用的所谓单 位为 ｐｍ其实 习惯 ｐ 是指百万分之一 ， 不是严格意义 上的物理量单位 ； 另外 ，
根据定义 ． ｐ ｍ其实是多余 的 ， 用 ｐ 国外 教科 书和期 刊 中
已逐 渐不再 出现 ｐ ｍ ］ ｐ ［ 。四甲基硅烷 （ ｔ ｍ ｔ ｌ１ ｅ ｔ ｒ ｅ ｙｓａ ， ｅ ａ ｈ ｉｎ
在有机化合物 中 ． 处在 不 同结构和位置上 的各 种氢 核周 围 的电子云 密度不 同 。 导致 共振 频率有 差异 ． 即产 生共振吸收 峰的位移 ， 这种 现象被称 为化学 位移 。核周 围的电子屏蔽效 应是化学 位移产生 的主要原 因（ 核周 围 电子产 生 的感 应 磁场对外 加磁 场的抵 消作用称 为屏 蔽 效应 ， 图 １。 常氢核周围的电子 云密度越大 。 见 ）通 屏蔽效
氘代甲醇化学位移
氘代甲醇化学位移
【实用版】
目录
1.氘代甲醇的概述
2.氘代甲醇化学位移的定义
3.氘代甲醇化学位移的应用
4.氘代甲醇化学位移的研究进展
正文
1.氘代甲醇的概述
氘代甲醇（Deuterium methanol，简称 DMS）是一种有机化合物，其分子中含有氢的同位素氘（deuterium）。
氘代甲醇广泛应用于化学、生物学、医学等领域，是许多实验中常用的试剂。
与普通甲醇相比，氘代甲醇具有较低的沸点、较高的密度以及不同的化学位移特性。
2.氘代甲醇化学位移的定义
氘代甲醇化学位移是指氘代甲醇分子中氢原子核磁共振（NMR）信号
的频率与碳原子核磁共振信号的频率之差。
这个差值反映了氘原子与氢原子在分子中的运动方式不同，进而导致它们在核磁共振实验中产生不同的信号。
3.氘代甲醇化学位移的应用
氘代甲醇化学位移在核磁共振技术中具有重要应用。
由于氘代甲醇分子中含有氘原子，其化学位移与普通甲醇的分子中的氢原子化学位移不同，这使得氘代甲醇可以作为内标物，用于校正核磁共振实验中的信号强度。
此外，氘代甲醇化学位移还可以用于研究分子结构、药物设计等领域。
4.氘代甲醇化学位移的研究进展
近年来，随着核磁共振技术的不断发展，氘代甲醇化学位移的研究也得到了广泛关注。
许多研究者致力于研究不同条件下氘代甲醇化学位移的变化规律，以期更好地应用这一技术。
此外，一些新型氘代甲醇衍生物也被合成出来，以满足不同实验需求。
总之，氘代甲醇化学位移作为一种重要的核磁共振技术，在化学、生物学等领域具有广泛的应用。
等效氢原子的判断方法
等效氢原子的判断方法一、引言氢原子是物理学中最简单的原子，它只有一个质子和一个电子。
在计算化学和量子化学中，等效氢原子是一个重要的概念。
等效氢原子是指在分子中具有相同化学环境的氢原子，它们的化学性质和物理性质都相同。
因此，判断分子中是否存在等效氢原子对于理解分子结构和预测反应机理至关重要。
二、定义等效氢原子是指在分子中具有相同环境和化学性质的氢原子。
通常情况下，等效氢原子可以通过对称性来判断。
三、对称性判断方法1. 分析分子结构首先需要了解分析分子结构的方法，确定每个原子之间的距离和角度。
这可以通过实验技术如X射线晶体衍射或NMR技术来实现，也可以使用计算化学软件进行模拟。
2. 确定对称元素确定分析得到的分子具有哪些对称元素。
对称元素包括旋转轴、反演中心和面镜。
3. 确定操作过程根据对称元素确定操作过程，并将其应用于所有原子位置上。
4. 比较结果比较操作过程后得到的结果，如果两个氢原子在操作过程中重合，则它们是等效的。
如果两个氢原子在操作过程中不重合，则它们不是等效的。
5. 举例说明以甲苯分子为例，该分子具有旋转轴和反演中心两种对称元素。
将旋转轴应用于分子上，可以发现所有氢原子都重合了。
因此，甲苯分子中所有氢原子都是等效的。
四、其他判断方法除了对称性判断方法外，还有一些其他方法可以用来判断等效氢原子。
1. 化学位移化学位移是指一个核磁共振信号相对于参考物质的偏移量。
在NMR技术中，化学位移可以用来区分不同化学环境下的氢原子。
如果两个氢原子在同一化学环境下，则它们具有相同的化学位移。
2. 分析分子振动通过振动光谱技术可以分析分子内部的振动模式和频率。
如果两个氢原子在同一振动模式下振动，则它们是等效的。
3. 分析反应机理通过反应机理可以推断出哪些氢原子参与了反应，并确定它们的化学环境。
如果两个氢原子在反应机理中具有相同的角色和环境，则它们是等效的。
五、总结判断等效氢原子是理解分子结构和预测反应机理的重要步骤。
化学位移
核磁共振图谱的解析1.一般来说，分析核磁共振图谱需要按如下步骤进行：（１）看峰的位置，即化学位移。
确定该峰属于哪一个基团上的氢。
（２）看峰的大小。
可用核磁共振仪给出的积分图的台阶高度看出各峰下面所包围的面积之比，从而知道基团含氢的数目比。
例如，从图7.3-2的积分图可看出乙基苯三个基团的含氢数目为５∶２∶３。
（３）看峰的形状（包括峰的数目、宽窄情况等），以确定基团和基团之间的相互关系。
这一步较复杂，需应用ｎ＋１律、二级分裂和耦合常数等知识。
（４）如遇到二级分裂，解析时显然要比一级分析时困难得多，好在人们已经根据不同的二级分裂，将它们分成不同的自旋系统进行了相应的计算可供参阅，这里不再详述。
2.影响核磁共振谱的因数（１）旋转边峰为了提高核磁共振信号的分辨能力，样品管需要吹风推动它旋转，使样品所受到的磁场趋于均匀化。
但由于样品管旋转，核磁共振图谱上的主峰两旁便会对称地出现新峰，这就是旋转边峰。
旋转边峰离主峰的距离等于样品管的旋转速度。
旋转边峰不难判断，只要改变样品管的转速，观察其离主峰的距离是否相应改变。
如果距离随样品管转速增大而变大，便可断定是旋转边峰。
（２）13C同位素边峰若样品中同时含有13C和1H者可以发生耦合。
在图谱放大或者在非重氢溶剂的溶剂峰中可以观察到由于这种耦合产生的13C边峰。
它在共振图谱上出现的形式和旋转边峰类似，也是左右对称地出现在主峰两旁，但两者很易识别，因为同位素边峰不会因样品管转速的改变而改变其离开主峰的距离。
（３）杂质峰和溶剂峰在核磁共振图谱中，因样品含有杂质，经常可观察到杂质峰。
溶剂峰可包括结晶溶剂、样品中部分残留的合成或提取时所用的溶剂以及做核磁共振实验时所用溶剂的溶剂峰。
这两种附加峰都应根据具体情况作具体分析，然后判别之。
（４）活泼氢的影响在含氢化合物中，—ＯＨ基团中的氢是常见的一种活泼氢。
它的化学位移由于温度、浓度、氢键等因数的影响变化范围较大，从而会改变核磁共振图谱的形状。
有机化学第11章 波谱(核磁)
一般有机物中质子的δ值在0 ~ 10之间(见P462表11-8）。
4、影响化学位移的因素 1）δ伯H < δ仲H < δ叔H； 2） δ值随邻近原子电负性的增加而增加，随电负性大的 原子数目的增多而增加；
E
h
2
H0
E h
2
H0
实现核磁共 振的条件
CH3CH2OH
二、化学位移 1、定义
CH3CH2OH
由于化学环境的不同而引起的NMR吸收峰位置的不同，
称为化学位移。
2、化学位移的产生原因——屏蔽效应
屏蔽效应是有机化合物分子中的氢核与独立质子相比较， 由于分子中的电子对氢核有屏蔽作用，其核磁共振信号 出现在高磁场。
1HNMR谱图s(3H)为CH3
q(2H)为CH2
O CH3 CH2 C CH3
由于屏蔽效应，外加磁场的强度要略为增加，才能产生 核磁共振信号。显然，核周围的电子云密度越大，屏蔽 效应亦愈大，共振信号将移向高磁场区。
3、化学位移的表示方法——δ值 由于屏蔽效应所造成的磁场强度的改变数量很小，通常
难以准确地测出其绝对值，因此需要一个参考标准来对比。 常用的标准物质是四甲基硅烷，(CH3)4Si，简写为TMS， 它只有一个峰，而且一般质子的吸收峰都出现在它的左边
第十一章 有机波谱分析(2)
11.4 核磁共振谱（Nuclear Magnetic Resonance 简称 NMR）
一、基本原理
核磁共振是由原子核的自旋运动引起的。目前应用广
泛的是氢原子核（质子）的核磁共振谱，称为1HNMR。
核磁共振(1HNMR)
以氢核为例，实受磁 场强度： HN=H0(1-σ) σ为屏蔽常数，表示 电子屏蔽效应的大小。
E=2μHo（1 - ） =2μHo（1 - ） /h
-0.05
-0.04 0.08 1.13 1.01 1.35 0.97 1.15 1.02
-0.23
-0.21 -0.01 0.81 0.95 0.74 0.39 0.58 0.33
1.18
1.35 1.00 1.04 0.69
-1.06
0.37 0.19 0.40 -1.19
−N
R: conj(2)
取代基 供电基团 -OH -0.50 -0.14 -0.40
o
m
p
-OCH3
-CH3 吸电基团 -COCH3
-0.43
-0.17 +0.64
-0.09
-0.09 +0.09
-0.37
-0.18 +0.30
取代基
o
-0.5 -0.2 +0.6
m
-0.1 -0.1 +0.1
p
-0.4 -0.2 +0.3
无磁共振现象
μ≠0
p≠0
核显磁性
磁共振现象
13C
1H等
原子核的自旋量子数（I）与质量数（A）及原子序数（Z）的关系
质量数 原子序数 （A） （Z） 自旋量子数 （I） 半整数 (1/2, 3/2, 5/2,…)
例
13C，1H，19F， 31P，15N 17O，35Cl，
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化学位移的定义
化学位移是描述化学反应中原子或分子位置变化的物理量。
它是一个重要的概念，在研究化学反应的机理和动力学过程中具有重要的意义。
化学位移可以通过实验测量或理论计算得到，它可以提供反应物和产物之间的相对位置关系和相对能量变化。
化学位移的定义是指在化学反应中，原子或分子在空间中的位置发生改变的程度。
具体来说，化学位移可以分为两类：键长的变化和键角的改变。
键长的变化是指在反应过程中，原子之间的键的长度发生改变，可以使化学键变得更长或更短。
这种变化可以通过实验方法测量得到，例如X射线晶体衍射或红外光谱。
另一种类型的化学位移是键角的改变。
键角是指相邻原子之间的夹角，它直接影响着化学键的性质和反应的速率。
在一些化学反应中，键角的改变是非常重要的，它可以导致分子结构的变化，从而影响反应的结果。
例如，当一个分子中的两个原子之间的键角发生变化时，它可能导致分子的构型从平面变成三维空间中的非平面构型。
这种键角的改变对于分子的性质和化学反应的速率都有重要的影响。
化学位移的测量可以通过多种实验方法实现。
常用的方法包括核磁共振(NMR)技术和质谱技术。
核磁共振技术是一种基于核磁共振现象的方法，它可以提供关于化学物质中原子核位置和化学环境的信息。
质谱技术则是一种基于质谱仪的分析方法，可以通过测量分子中原子或分子离子的质量分布来确定化学位移。
化学位移的计算是理论化学研究的重要内容之一。
通过量子力学的计算方法，可以预测化学反应中原子或分子的位置变化，并计算出相应的化学位移。
这种计算可以提供关于反应机理和动力学过程的重要信息，对于理解化学反应的本质和优化反应条件具有重要的意义。
化学位移是描述化学反应中原子或分子位置变化的物理量。
它可以通过实验测量或理论计算得到，可以提供反应物和产物之间的相对位置关系和相对能量变化。
化学位移的测量和计算在理论化学和实验化学研究中具有重要的意义，对于理解化学反应的机理和动力学过程有着重要的作用。