三、核磁共振谱分析法简介
核磁共振谱法
核磁共振谱法（ Nuclear（Magnetic（Resonance（Spectroscopy，NMR）是一种常用的分析技术，用于确定物质的分子结构和化学环境。
它利用核自旋的量子态之间的能级差异，以及核自旋与外加磁场之间的相互作用，来获得物质的结构和信息。
核磁共振谱法主要用于有机化合物和生物大分子的分析，如有机化合物的结构确定、化学反应的监测以及生物大分子的结构研究等。
下面是关于核磁共振谱法的详细分析：1.（核磁共振现象：核磁共振现象是指物质中具有核自旋的原子在外加磁场作用下，能量级的分裂和跃迁现象。
在外加磁场下，具有核自旋的原子核会分裂成多个能级，其能级差与外加磁场的强度成正比。
2.（化学位移（Chemical（shift）：核磁共振谱法中的一个重要参数是化学位移，用来描述不同原子核在磁场中的化学环境。
化学位移通常用δ值表示，以标准物质（ 如TMS，甲基硅烷）作为参考物质，其化学位移被定义为0。
3.（峰的积分关系：核磁共振谱中的峰通常对应于不同的核。
峰的积分面积与相应核的数量成正比，可以用来确定化合物中不同核的相对数量关系。
4.（倍频峰 Multiplet）：对于具有多个等效核的化合物，峰展宽并分裂成多个子峰，称为倍频峰。
倍频峰的分裂模式与化合物中其他核之间的相互作用有关，可以提供化合物内部结构的信息。
5.（耦合常数 Coupling（constant）：耦合常数用于描述倍频峰的分裂情况，表示分裂峰之间的距离。
它提供了有关邻近核之间的相互作用强度和距离的信息，用于推断化合物的结构。
6.（异常峰：在核磁共振谱中，有时会观察到异常峰，它们来自于特殊的核环境或结构。
异常峰可以提供有关物质中特殊官能团的存在和位置的信息。
通过分析核磁共振谱，可以确定物质的分子结构、官能团、取代基、化学环境等信息，从而帮助化学家和生物学家深入研究物质的性质和反应过程。
《三核磁共振谱》课件
应用内容 纳米粒子的合成与表征 聚合物的结构和性能分析
纤维方向、排列和纺织结构的控 制
优点 高分辨率、非破坏性、定量化 成分分析、交联度、晶型、熔融 性 纺织品性能的优化和改良
三核磁共振在环境科学中的应用
1
土壤检测
核磁共振技术可用于土壤重金属、污染物和有机物检测，实现了对土壤体系中模 态与分布的描述
分离技术
核磁共振技术可用于表征分离的化 合物，可检测含有特定结构的分子
定量分析
核磁共振技术可用于定量分析序列 质，例如定量评估含有重要元素的 化学试剂和生物标本
腐蚀研究
核磁共振技术可用于腐蚀过程动态 监测，也可用于研究腐蚀产物和腐 蚀机制
核磁共振在化学合成中的应用
反应监测
核磁共振技术可用于实时监测化 学反应进度，也可用于确定化学 反应的产物和反应路径
三核磁共振在生命科学中的应用
结构生物学
核磁共振技术可用于研究生物大分 子（如蛋白质和核酸）的结构、动 力学和相互作用
神经科学
核磁共振成像（fMRI）可用于研究 大脑的结构、功能和神经网络
代谢组学
核磁共振技术பைடு நூலகம்用于研究细胞代谢 途径的变化，特别适用于癌症的诊 断和治疗
三核磁共振在材料科学中的应用
应用领域 纳米技术 聚合物材料
组元分析法
组元分析法用于将复杂的核磁共 振谱图分解成多个组分，以便于 对特定组分进行研究
核磁共振谱的解读规则
化学位移
化学位移是指分子中某个原子核的 吸收峰位置，与附近原子的电性命 相应
峰整合
耦合常数
每个吸收峰对应着一个原子核类型， 其峰面积与该类型原子核的比例成 正比，称为峰整合
耦合常数是不同核之间的相互作用 的物理量，可用于确定核之间的化 学键
核磁共振波谱法
核磁共振波谱法核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。
核磁共振波谱通过化学位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。
核磁共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量测定。
带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有2I+1个数值）。
对于1H、13C 等I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。
当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H0中时，磁核因受到磁场的作用力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。
这种运动方式称为拉摩进动。
原子核的进动频率由下式决定：其中γ为旋磁比，是原子核的基本属性之一。
不同原子核的γ值不同，其值越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。
如果提供一个射频场，其ν满足：其中h为普朗克常数，则：即射频场的频率正好等于在磁场H0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。
核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。
低灵敏度的主要原因是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当外磁场强度约为2 T 时）。
核磁共振波谱仪常见的有两类核磁共振波谱仪：经典的连续波（CW）波谱仪和现代的脉冲傅里叶变换（PFT）波谱仪，目前使用的绝大多数为后者。
人教版高中化学选修六 附录Ⅶ 几种仪器分析方法
试样从进样器进入离子源,在离子源中产生正离子。正离子加 速进入质量分析器,质量分析器将离子按质荷比大小不同进行分离。 分离后的离子先后进入检测器，检测器得到离子信号，放大器将 信号放大并记录在读出装置上。
2、质谱图 以荷质比m/z为横座标，以对基峰(最强离子峰，规定相对强度为
100%)相对强度为纵座标所构成的谱图，称之为质谱图。
选修六 附录Ⅶ 几种仪器分析方法简介
一、质谱分析法 二、红外光谱分析法 三、核磁共振氢谱分析法
一 质谱分析法
相对分子质量的测
定——质谱仪
1、原理：质谱分析是用高速电子来撞击气态分子或原子,将电离后 的正离子加速导入质量分析器,然后在磁场中按质荷比(m/z)大小进 行收集和记录,及得到质谱图。根据质谱峰的位置进行物质的定性 和结构分析,根据峰的强度进行定量分析。
反对称伸缩振动 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 对称伸缩振动 弱吸收
3000 cm-1 以下
17
2．叁键（C C）伸缩振动区：2500 1900 cm-1 3． 双键伸缩振动区：1900 1500 cm-1 4. X—Y，X—H 变形振动区： < 1500cm-1
18
思考1：
红外光谱中同一官能团或化学键的吸收 峰位置和强度并不完全相同，产生这种现象 的原因是什么？
在谱图上出现的位置也不同，这种差异叫化学位移δ。 从核磁共振氢图谱上可推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子
（波峰数）及它们的数目比（波峰面积比）。
核磁共振氢谱光谱鉴定分子结构
2、核磁共振氢谱图
横坐标：吸收峰的位置，用“化学位移”表示。 纵坐标：吸收峰的强度。
核磁共振谱图中化合物的结构信息
１、峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种； ２、峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个； ３、峰的位移( )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；
核磁共振原理及光谱分析方法讲解
欢迎大家来到本次核磁共振原理及光谱分析方法的讲解。我们将介绍核磁共 振原理、核磁共振方法的基本步骤，以及红外光谱分析方法的介绍和工作原 理。
核磁共振原理介绍
核磁共振原理是基于原子核在磁场中的行为。通过外加磁场和辅助电磁辐射，可以观测和分析原子核的能级差异， 从而得到有关物质结构和性质的信息。
解读红外光谱谱图时，需要注意峰的位置、形状和强度。通过与已知物质的光谱进行比对，可以确定样品中存在的 官能团和化学键。
核磁共振与红外光谱分析方法 的比较和应用
核磁共振和红外光谱是常用的分析方法，两者可以互补使用，对物质的结构 和组成提供全面的信息。核磁共振适用于分析有机化合物和生物大分子，而 红外光谱适用于无机物和有机物的官能团鉴定。
红外光谱分析方法介绍
红外光谱分析是一种基于物质对红外光吸收的方法。不同的化学键和官能团具有特定的红外吸收峰，可以用于鉴定 物质的结构和组成。
红外光谱仪的工作原理
红外光谱仪通过将红外光传递到样品并测量样品对红外光的吸收程度。不同的化学键和官能团对红外光有不同的响 应，从而生成特征性的吸收光谱。
红外光谱谱图解读的基本技巧
核磁共振方法的基本步骤
样品制备
准备样品并将其置于核磁共振仪器中。
参数设置
设定核磁共振仪器的参数，如频率和增益。
信号获取
通过辅助电磁辐射和探测装置，获取核磁共振信号。
数据处理
对获取的核磁共振信号进行处理和分析，念
核磁共振谱图是通过分析不同原子核的共振信号，从而推断物质的分子结构和化学环境。信号的化学位移、积分曲 线和耦合常数等提供了丰富的信息。
核磁共振波谱法基本原理
核磁共振波谱法基本原理核磁共振波谱法（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy）是一种利用核磁共振现象进行分析的方法。
核磁共振是基于原子核的特定性质，在外加磁场作用下，原子核能够吸收具有特定频率的电磁波并发生共振现象的现象。
该方法通过检测不同原子核的共振信号来获取样品的结构和组成信息。
核磁共振波谱法基于原子核中的自旋（Spin）性质。
自旋是描述原子核内部的一种性质，可以与外加磁场相互作用。
在没有外加磁场作用下，原子核的自旋朝向是随机的。
然而，当样品置于强磁场中时，原子核的自旋会排列在不同能级上。
这些能级之间存在能量差，当这些能级之间的能量差等于外加电磁波的能量时，原子核就会发生共振吸收。
核磁共振波谱仪的基本构造包括磁场系统、射频系统、探测系统和计算机系统。
磁场系统用来产生强磁场，常见强磁场有永磁磁体、超导磁体等。
射频系统则用来产生特定频率的电磁波，以激发样品中的原子核共振吸收。
探测系统用来接收样品发出的信号，并将其转化为电信号，进一步处理和分析。
计算机系统则用来进行数据处理和结果分析。
在进行核磁共振波谱实验时，首先将样品放置于磁场中，样品中的原子核会受到磁场的作用，并分裂为不同能级。
接下来，通过调节射频系统产生特定频率的电磁波，激发样品中的原子核发生共振吸收。
这时，探测系统会接收样品发出的共振信号，并将其转化为电信号。
最后，计算机系统会对接收到的信号进行数学处理，生成核磁共振波谱图。
核磁共振波谱图是核磁共振波谱法的主要结果，可以提供关于样品的结构和组成的信息。
波谱图中的共振信号对应于不同原子核的吸收峰，其化学位移（Chemical Shift）可以帮助确定样品中的不同官能团或基团。
同时，共振信号的相对积分面积可以提供定量分析所需的信息。
总体而言，核磁共振波谱法通过利用原子核在磁场中的共振吸收现象，能够提供丰富的结构和组成信息。
它在有机化学、无机化学、生物化学等领域有着广泛的应用，成为了一种重要的分析手段。
核磁共振波谱法
核磁共振波谱法核磁共振（NMR）波谱是一种基于特定原子核在外磁场中吸收了与其裂分能级间能量差相对应的射频场能量而产生共振现象的分析方法。
核磁共振波谱通过化学位移值、谱峰多重性、偶合常数值、谱峰相对强度和在各种二维谱及多维谱中呈现的相关峰，提供分子中原子的连接方式、空间的相对取向等定性的结构信息。
核磁共振定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应谱峰的峰面积之间的关系进行定量测定。
带正电荷的原子核在作自旋运动时，可产生磁场和角动量，其磁性用核磁矩µ表示，角动量P的大小与自旋量子数I有关（核的质量数为奇数，I为半整数；核的质量数为偶数，I为整数或0），其空间取向是量子化的；µ也是一个矢量，方向与P的方向重合，空间取向也是量子化的，取决于磁量子数m的取值（m=I, I-1,……-I，共有2I+1个数值）。
对于1H、13C 等 I =1/2 的核，只有两种取向，对应于两个不同的能量状态，粒子通过吸收或发射相应的能量在两个能级间跃迁。
当自旋量子数I≠0的磁核处于一个均匀的外磁场H0中时，磁核因受到磁场的作用力而围绕着外磁场方向作旋转运动，同时仍然保持本身的自旋。
这种运动方式称为拉摩进动。
原子核的进动频率由下式决定：其中γ为旋磁比，是原子核的基本属性之一。
不同原子核的γ值不同，其值越大，核的磁性越强，在核磁共振中越容易被检测。
如果提供一个射频场，其ν满足：其中h为普朗克常数，则：即射频场的频率正好等于在磁场H0中的核进动频率，那么核就能吸收这一射频场的能量，导致在两个能级间跃迁，产生核磁共振现象。
核磁共振波谱是一专属性较好但灵敏度较低的分析技术。
低灵敏度的主要原因是基态和激发态的能量差非常小，通常每十万个粒子中两个能级间只差几个粒子（当外磁场强度约为2 T时）。
核磁共振波谱仪常见的有两类核磁共振波谱仪：经典的连续波（CW）波谱仪和现代的脉冲傅里叶变换（PFT）波谱仪，目前使用的绝大多数为后者。
核磁共振波谱法原理
核磁共振波谱法原理核磁共振波谱法（NMR）是一种重要的分析化学技术，它通过对样品中原子核在外加磁场和射频辐射作用下的共振现象进行研究，从而获取样品的结构和性质信息。
核磁共振波谱法在有机化学、生物化学、药物研究等领域有着广泛的应用。
本文将介绍核磁共振波谱法的原理及其在化学分析中的应用。
1. 原子核的磁矩。
在外加磁场中，原子核会产生磁矩，这是核磁共振现象的基础。
原子核的磁矩可以用经典物理学的观点来解释，即原子核自身带有一个自旋角动量，从而产生磁矩。
在外加磁场中，原子核的磁矩会发生取向，而不同原子核的磁矩大小和取向会受到化学环境的影响。
2. 核磁共振现象。
当样品置于外加磁场中，并且受到特定频率的射频辐射时，原子核会吸收能量并发生共振。
这种共振现象会导致原子核的磁矩发生瞬时的翻转，当射频辐射停止时，原子核会释放吸收的能量。
核磁共振现象的频率和强度与原子核的化学环境息息相关，因此可以用来获取样品的结构和性质信息。
3. 核磁共振波谱图。
通过对样品施加不同的外加磁场强度和射频辐射频率，可以得到核磁共振波谱图。
核磁共振波谱图通常以化学位移（chemical shift）为横坐标，以吸收峰的强度为纵坐标。
化学位移反映了原子核在分子中的化学环境，不同化学环境的原子核会出现在不同的化学位移位置上；吸收峰的强度则反映了样品中不同类型原子核的相对丰度。
4. 应用领域。
核磁共振波谱法在化学分析中有着广泛的应用。
它可以用来确定有机分子的结构，鉴定化合物的纯度，研究化学反应的动力学过程等。
在生物化学和药物研究领域，核磁共振波谱法也被广泛应用于蛋白质结构研究、药物分子的相互作用研究等方面。
总之，核磁共振波谱法凭借其高分辨率、非破坏性、对样品数量要求低等优点，成为了化学分析领域中不可或缺的重要手段。
通过对核磁共振波谱法的原理和应用的深入理解，我们可以更好地利用这一技术手段来解决化学和生物领域的问题，推动科学研究和技术创新的发展。
核磁共振波谱分析法
2．为什么用TMS作为基准?
(1) 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰； （2）屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭； （3）化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
位移的表示方法
与裸露的氢核相比， TMS的化学位移最大，但规
定 TMS=0，其他种类氢核的
δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代
O C CH3
正确结构：
ab
Oc
CH2CH2 O C CH3
δ3.0 δ 4.30
δ2.1
谱图解析与结构确定(2)
C7H16O3，推断其结构
9
δ 5.30 1
δ 3.38 δ 1.37 6
结构确定(2)
C7H16O3， u=1+7+1/2(-16)=0 a. δ3.38和δ 1.37 四重峰和三重峰
偶数 奇数
1，2，3….
奇数 奇数或偶数 1/2；3/2；5/2….
其中I=1/2的核是研究与测定的主要对象
由于原子核是带正电荷的粒子，因此在自旋时会产生 磁矩，角动量和核磁矩都是矢量，其方向平行。
若原子核存在自旋，产生核磁矩：
自旋角动量： p h I (I 1)
2
I：自旋量子数； h：普朗克常数；
h 0 ΔE
2
H0
讨 论:
共振条件： 0 = H0 / (2 ) （1）对于同一种核 ，磁旋比 为定值， H0变，射频频率变。 （2）不同原子核，磁旋比 不同，产生共振的条件不同，需 要的磁场强度H0和射频频率不同。 （3） 固定H0 ，改变（扫频） ，不同原子核在不同频率处 发生共振（图）。也可固定0 ，改变H0 （扫场）。扫场方式
核磁共振光谱技术和分析方法
核磁共振光谱技术和分析方法核磁共振光谱技术是一种基于核磁共振现象的分析技术。
它是一种非常重要的分析方法，被广泛应用于化学、生物、医药等领域。
在化学领域，核磁共振光谱技术被用来研究分子结构和动力学等方面，而在药物研发领域，它则被用来确定药物分子的结构、代谢方式和药效等方面。
核磁共振光谱技术是通过检测物质中的原子核的共振信号来分析物质的性质。
这种技术利用了原子核自旋和磁矩之间的相互作用，并且利用外加磁场和一些调制场来激发和检测这些原子核的共振信号。
不同元素的原子核具有不同的共振频率，利用这个原理，可以对样品进行非常精确的定量分析。
核磁共振光谱技术的分析方法多种多样。
常见的有质子核磁共振光谱、碳核磁共振光谱、氮核磁共振光谱等。
其中最常用的是质子核磁共振光谱。
质子核磁共振光谱可以用来确定有机化合物的结构和构象，同时也可以用来表征溶液中的化合物的性质。
碳核磁共振光谱则可以用来检测和分析含有碳原子的化合物。
氮核磁共振光谱则可以用来检测和分析含有氮原子的化合物。
在核磁共振光谱技术的分析过程中，样品制备和处理非常重要。
不同样品对样品的制备要求也不同。
在质子核磁共振光谱中，常用的溶剂是二氯甲烷和双氯芬酸钾等。
在样品制备过程中，需要注意去除杂质和保持样品的纯净度等问题。
同时还需要控制样品的浓度和 pH 值等条件，以保证实验结果的准确性。
除了样品制备和处理外，核磁共振光谱技术的分析过程还需要用到各种工具和软件。
其中最常见的是核磁共振光谱解析软件。
这种软件可以帮助我们对实验数据进行分析和解读，从而提高实验结果的准确性和可靠性。
总的来说，核磁共振光谱技术是一种非常重要的分析技术，它可以用来研究分子结构和动力学等方面，同时也可以用来确定药物分子的结构、代谢方式和药效等方面。
在核磁共振光谱技术的实验过程中，样品的制备和处理非常重要，同时还需要用到各种工具和软件。
通过不断地改进和创新，核磁共振光谱技术在化学、生物、医药等领域的应用前景也将变得越来越广阔。
临床生物样品分析方法
临床生物样品分析方法临床生物样品分析方法是医学研究领域中至关重要的一环。
这些方法可以用于诊断疾病、监测治疗效果，甚至预测疾病的风险。
本文将介绍几种常用的临床生物样品分析方法，并探讨其在医学研究中的应用。
一、质谱分析法质谱分析法是一种高灵敏度、高分辨率的分析方法，可以通过测量样品中的质量-电荷比（m/z）来鉴定和定量样品中的化合物。
在临床生物样品分析中，质谱分析法被广泛用于检测代谢产物、药物以及生物标志物。
其中，质谱-质谱（MS/MS）技术的应用更为常见。
通过多级质谱扫描，可以提高分析的特异性和灵敏度，从而准确地确定样品中的成分。
二、高效液相色谱法高效液相色谱法（HPLC）是一种基于溶液相互作用的分离技术。
相比传统的液相色谱法，HPLC具有更高的分析速度和分离效率。
在临床生物样品分析中，HPLC常被用于测定药物浓度、生化分析以及代谢产物的检测。
此外，HPLC还可以与质谱联用，提高分析的准确性和特异性。
三、核磁共振波谱法核磁共振波谱法（NMR）利用样品中原子核的特有性质来进行分析。
NMR在临床生物样品分析中主要用于结构鉴定和代谢组学研究。
通过分析核磁共振光谱图，可以确定样品中化合物的结构和组成，从而为疾病诊断和治疗提供重要依据。
四、免疫检测法免疫检测法是临床生物样品分析中常用的一种方法。
该方法利用抗体的特异性与抗原的结合来检测样品中的成分。
免疫检测法可以用于检测血液中的肿瘤标志物、病原体以及特定蛋白质的表达水平。
常见的免疫检测方法包括酶联免疫吸附实验（ELISA）和流式细胞术。
五、基因测序技术基因测序技术是近年来迅速发展的一种生物样品分析方法。
通过测定DNA或RNA中的碱基顺序，可以确定样品的基因信息，从而为疾病的遗传性状分析提供重要数据。
基因测序技术的应用不仅可以帮助医生对患者进行个性化治疗，还可以揭示疾病的发病机制，推动疾病的研究和治疗。
综上所述，临床生物样品分析方法在医学研究中具有不可替代的作用。
核磁定量分析方法
核磁共振波谱定量分析法（一）特点：1、对于确定的核（质子），其信号强度与产生该信号的核（质子）的数目成正比，而与核的化学性质无关。
2、利用内标法或相对比较法，分析混合物中某一化合物时可无需该化合物的纯品作对照。
3、信号峰的宽度很窄，远小于各信号之间的化学位移的差值，因而混合物中不同组分的信号之间很少发生明显的重叠。
4、方法简易快速、专属性高，可选择性地测定复方药物或药物制剂中的组分乃至药物的立体异构体；一般无需分离，且不破坏被测样品。
（二）定量分析方法：NMR图谱中，可获得化学位移、偶合常数、共振峰面积或峰高。
化学位移和偶合常数是结构测定的重要参数；而共振峰面积或峰高是定量分析的依据。
共振峰面积或峰高直接与被测组分的含量成正比。
定量分析时，一般只对该化合物中某一指定基团上质子引起的峰面积或峰高与参比标准中某一指定基团上质子引起的峰面积进行比较，即可求出其绝对含量。
当分析混合物时，也可采用其各个组分的各自指定基团上质子产生的吸收峰强度进行相对比较，然后求得相对含量。
因此，在测量峰面积或峰高以前，必须了解化合物的各组成基团上质子所产生共振峰的相应位置，也就是它们的化学位移值（d值），并选择一个合适的峰作为分析测量峰。
常用的NMR定量分析方法有：1、内标法（绝对测量法）：在样品溶液中，直接加入一定量内标物质后，进行NMR 光谱测定。
将样品指定基团上的质子引起的共振峰（即吸收峰）面积与由内标物质指定基团上的质子引起的共振峰面积进行比较，当样品与内标均经精密称重时，则样品的绝对重量(Wu)可由下式求得：Wu/Ws=Au·EWu/ As·EWs —— Wu=Ws·Au·EWu/ As·EWs 式中：Au为样品测得和峰面积（不少于5次测定的平均值）；As为内标物测得的峰面积（不少于5次测定的平均值）；EWu为样品在该化学位移处的质子当量；EWs为内标在该化学位移处的质子当量。
核磁共振波谱法详细解析
TMS 60MHz
10
9.0
（低3.场0 ）
2.0
8.0
7.0
6.0
1.0
0ppm (δ)
ν0 固定
5.0
4.0
（高场）
✓ 左端为低场高频，右端为高场低频
精品课件
二、化学位移
1. 定义：由于屏蔽效应的存在，不同化学环境
H核共振频率不同
2. 表示方法
样 标 160 16,0＝ H 样 H 标 160
核磁共振波谱法 ( NMR )
精品课件
♫概述
一、核磁共振和核磁共振波谱法 1.核磁共振(NMR):
在外磁场的作用下，具有磁矩的原子核 存在着不同能级，当用一定频率的射频照射 分子时，可引起原子核自旋能级的跃迁，即 产生核磁共振。
精品课件
♫概述
2.核磁共振波谱：以核磁共振信号强度对照 射频率（磁场强度）作图，所得图谱。
自旋－自旋驰豫：处于高能态的核自旋体系将能量传 递给邻近低能态同类磁性核的过程
精品课件
*2. 共振吸收条件
1)h0Eh2 H 0h ν0＝ν
➢ 即照射的无线电波的频率必须等于核进动频率， 才能发生核自旋能级跃迁。
➢ 实现核磁共振就是改变照射频率或磁场强度。
例：氢(1H)核：H0=1.4092T, ν=60MHz，吸收 ν0=60MHz无线电波，核磁矩由顺磁场 (m=1/2) 跃迁至逆磁场(m=-1/2) →共振吸收。
感应磁场方向
核
H0
绕核电子在外加磁场 的诱导下产生与外加 磁场方向相反的感应 磁场（次级磁场、抗 磁场）
屏蔽效应：由于感应磁场的存在，使原子核实受磁
场强度稍有降低
精品课件
一、屏蔽效应
核磁共振波谱法详细解析
+
H σH0
峰左移
苯环
+
正屏蔽区（+）：次级磁场磁 力线与外加磁场方向相反， 实受H降低，屏蔽效应↑，δ↓， 右移。
负/去屏蔽区（-）：次级磁 场磁力线与外加磁场方向相 同，实受H增强，屏蔽效应↓， δ↑，左移。
2）双键（C=O及C=C）
双键上下方形成正屏蔽区，
h E Z H 0 m H0 2
（一）核自旋能级分裂
不同取向的核具有不同的能级， I = 1/2: m =1/2 的μz 顺磁场，能量低；
m =－1/2的 µ z 逆磁场，能量高。
E
E Z H 0 m
m=-1/2
2 2 22 0 2 2 H0=0 1 1h h E 1 h H 0 H 1 E E11 2 H0 0 2 2 2 m=1/2 2 2 h h E E E1E h H0H 0 H0 2 E E E E2 2 E1 1 22 H0 0 2 hh 在外加磁场中，自旋核发能级分裂，能级差和 H0成正比 E m H h 0 E m m 2 H H0 E
③-COOH 11~12 > -RCHO 9~10 > ArOH 4~5 > ROH 0.5~5 RNH2 0.5~5
-OCH3 3.3~4.0; -OCH2- 4.0~4.3; -CO-CH3 1.9~2.6; -CO-CH2 2.0~2.4; －CO－CH2－CO 3.6
ArCH3 2.3~2.5; ArCH2 2.5~3.1;
② ↑, ↑
共振吸收与弛豫
②m=1, 跃迁只能发生在两个相邻能级间
核磁共振波谱法详细解析
I=1 氢核磁矩的取向
核磁矩在外磁场空间的取向不是任意的,是量
子化的，这种现象称为空间量子化。
用μZ表示不同取向核磁矩在外磁场方向的投影。
h μz m 2π
核磁矩的能量与μz和外磁场强度H0有关：
h E Z H 0 m H0 2
二、化学位移 例： CH3Br, 标准物：四甲基硅烷TMS
①H0=1.4092T, νCH3=60MHz+162Hz,
νTMS=60MHz
162 Hz 6 10 2.70 ppm 6 60 10 Hz
二、化学位移
② H0=2.3487T, νCH3=100MHz+270Hz,
νTMS=100MHz
原子核自旋能级跃迁
2.测定方法不同： UV、IR－－测定A（T） NMR －－共振吸收法 共振吸收法：利用原子核在磁场中，核 自旋能级跃迁时核磁矩方向改变产生感应 电流来得到NMR信号。
♫概述
三、核磁共振波谱法的应用
1.测定有机物结构：化学及立体结构（构型、构像、 互变异构）
2.医学：核磁共振成像技术（医疗诊断）
共有 2I+1 个取向； 每一种取向用磁量子数m表示，则m=I, I-1, I2,…, -I+1, -I。
1 1 1 m 例：I=1/2时， 2 1 2 即： , m 2 2 2
顺磁场 低能量
逆磁场 高能量
氢核磁矩的取向
例：I=1时，
2 1 1 3 个取向，
2
h H0 2 11 h h E2 ) h H0 H E 2 (( 1 ) ) E ( H 0
（二）原子核的共振吸收 1. 进动
核磁共振波谱分析原理
核磁共振波谱分析原理
核磁共振波谱分析（NMR）是一种基于核磁共振现象的分析
技术，用于确定分子结构和化学环境。
原理很简单：原子核具有自旋，当这些原子核处于外加磁场中时，会存在基态和激发态之间的能级差。
当外加磁场的强度等于能级差时，原子核会发生能级间的跃迁，而产生共振吸收信号。
核磁共振波谱分析基于这个原理，首先将样品置于强磁场中，使各个原子核的自旋方向与强磁场方向发生共线。
然后通过施加射频脉冲，使部分自旋发生共振吸收，从而产生强度较大的共振信号。
这些信号会被NMR仪器接收并处理，最终转换成
核磁共振波谱。
在核磁共振波谱图上，横轴表示共振频率，纵轴表示吸收强度。
通过对波谱图的分析，可以确定不同核的化学位移，从而推断其所处的化学环境和分子结构。
同时，核磁共振波谱还可以提供有关化学键长、化学键角和空间构型等信息。
核磁共振波谱分析在有机化学、生物化学、材料科学等领域有着广泛的应用。
它是一种无损分析方法，可以用来鉴定化合物、研究反应动力学、分析混合物等。
同时，核磁共振波谱分析还可以用来定量分析样品中不同核的含量，并通过不同核之间的耦合情况推断化学结构。
总之，核磁共振波谱分析是一种非常有用的分析技术，可以提供丰富的化学信息，对于科学研究和实际应用具有重要意义。
化学实验中的常见核磁共振分析方法
化学实验中的常见核磁共振分析方法一、引言在现代化学研究和实验中，核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）技术是常用的一种分析手段。
通过观察和分析分子中的核磁共振现象，可以得到关于分子结构、化学环境和相互作用等信息。
本文将介绍化学实验中常见的核磁共振分析方法，包括氢核磁共振和碳核磁共振。
二、氢核磁共振分析方法1. 核磁共振频谱图氢核磁共振频谱图是化学实验中最常见的一种NMR谱图。
在该谱图中，横坐标表示化学位移（Chemical Shift），纵坐标表示信号强度，信号的位置和形状反映了氢核所在的化学环境以及与周围基团的相互作用情况。
2. 化学位移化学位移是氢核磁共振频谱图中的关键参数，用于描述不同化学环境下氢核峰的位置。
化学位移值通常以ppm（parts per million）为单位表示，相对于参考物质（如TMS）的位移。
通过对化学位移的解析和对比，可以推断出不同基团和官能团在分子中的位置和数量。
3. 峰的相对面积在氢核磁共振谱图中，每个氢核产生的峰的相对面积可以反映该氢核的数量。
通过峰的积分分析，可以计算出不同基团中氢原子的相对数量，并用于推断化合物的结构和构象。
4. 耦合常数在氢核磁共振谱图中，除了单峰外，还存在多重峰。
这是由于氢核之间的相互作用引起的，称为“耦合”。
耦合常数是描述不同氢核之间相互作用的参数，通过分析耦合常数的大小和复杂程度，可以得到有关化合物分子的信息。
三、碳核磁共振分析方法1. 碳核磁共振频谱图与氢核磁共振类似，碳核磁共振谱图也是一种常见的NMR谱图。
在该谱图中，横坐标表示化学位移，纵坐标表示信号强度。
相比氢核磁共振，碳核磁共振谱图提供了更加全面和细致的分子结构信息。
2. 核磁共振多重量子技术在碳核磁共振分析中，为了提高信号强度和分辨率，常常采用核磁共振多重量子（Multiple Quantum）技术。
该技术利用多个核磁共振信号之间的相互作用，对分子结构进行更加准确和详细的解析。
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核磁共振氢谱练习
1、核磁共振氢谱是指有机物分子中的氢原子所处的化
学环境（即其附近的基团）不同，表现出的核磁性就不
同，代表核磁性特征的峰在核磁共振图中坐标的位置
（化学位移，符号为）也就不同。现有一物质的核磁共
振氢谱如图所示，则该物质可能是下列中的
A、CH3CH2CH3 C、CH3CH2CH2CH3
B、CH3CH2CH2OH D、CH3CH2CHO
核磁共振氢谱练习
核磁共振氢谱练习 2、
核磁共振氢谱练习
2、下列关于该有机物的叙述正确的是： A、该有机物有6种不同化学环境的氢原子 B、该有机物属于芳香化合物 C、键线式中的Et代表的基团为－CH3 D、该有机物分子中含有酯基
核磁共振氢谱练习 3、
核磁共振氢谱练习
核磁共振氢谱练习
核磁共振氢谱练习
核磁共振氢谱提供的信息
1、由吸收峰的数目可知有几种类型的氢； 2、由吸收峰的位置（化学位移）可知各类型氢在分子 中所处的位置； 3、由吸收峰的强度（峰面积）可知各类氢的相对数目； 4、由吸收峰的裂分数（只见于高分辨谱图）可知相邻 碳上的氢的数目（裂分数＝邻碳上的氢数+1）
乙醇的核磁共振氢谱的低分辨谱图
TMS[(CH3)4Si]的优点 TMS的4个甲基中的12个质子都受到高度屏蔽，是完全等 价的，所以在核磁共振谱图上，它的吸收峰是一根很强 的峰，并且远离其他化合物的质子峰的σ 值。TMS无毒、 化学性质不活泼、沸点很低，需要时可以很容易地从样 品中除去。
核磁共振谱仪的简易结构示意图
乙醇的核磁共振氢谱的低分辨谱图
4、用核磁共振仪对分子式为C3H8O的有机物进行分析， 核磁共振氢谱有三个峰，峰面积之比是1∶1∶6，则该
化合物的结构简式为
A．CH3—O—CH2—CH3 C．CH3CH2CH2OH
B． D．C3H7OH
核磁共振氢谱练习
CH 3 CH 3 ∣∣
5、有机物A的结构简式为 C H 3—C —C H —C ≡C H
《实验化学（选修6）》 附录Ⅶ：几种仪器分析法简介
——核磁共振谱分析法简介
授课：余韶里
东升高级中学课件
高中化学（人教版ห้องสมุดไป่ตู้选修6 附录Ⅶ：几种仪器分析法简介
核磁共振谱分析法简介
核磁共振谱学 质量数为奇数的原子核，例如1H、13C、15N、19F和31P的 核自旋所产生的弱磁场，在强外磁场中可以对某个特定 频率的电磁波发生共振吸收，吸收频率和吸收强度可以 提供分子结构的重要信息，从而发展成为核磁共振谱学。
∣
该有机物系统命名是_________，C H 3 核磁共振氢谱有 ____ 组吸收峰。
核磁共振氢谱
Thanks 谢谢大家的参与、
共同学习！
核磁共振氢谱 在所有核中，1H的核磁矩最大，吸收信号最强。1H的天 然丰度很大，又是有机物的重要组分，而且12C和16O恰 好核质量数为偶数，没有磁矩，所以1HNMR(核磁共振氢 谱）已经成为测定有机物分子结构时所不可或缺的一种 技术。
核磁共振氢谱原理
原子核外的电子对于核有电磁屏蔽作用，作用的大小取 决于质子在分子中的位置、数量和它邻近的基团或键的 极性。常用化学位移σ 来表示每个质子被屏蔽的程度。 TMS[(CH3)4Si]是常用的标准物，把它的化学位移σ 定为 0，以它为基准，从谱图上得到样品分子的质子峰的σ 值。