化学位移 - 化学位移
核磁H谱化学位移
在有机化合物中，氢核受核外电子的屏蔽作用， 使其共振频率发生变化，即引起共振吸收峰的 位移，这种现象称为化学位移。（不同的氢核， 所处的化学环境不同，化学位移的值也不相 同。）
2、化学位移的表示方法
如定义中所提到的，不同的氢核，所处的化学环境 不同，出峰位置也不同，其峰的位置不便精确测定，
故在试验中采用某一标准物质作为基准，以基准物
如图，苯上的六个π电子产生较强的感应磁场，H位于 去屏蔽区，处于低场。 化学位移为6.8-8.
3、影响化学位移的因素
3.4、氢键的影响
键合在杂原子（N、O等）上的 质子易形成氢键。氢键质子相 比于没有形成氢键的质子有较 小的屏蔽效应，共振吸收峰出 现在低场。
3.5、温度的影响 温度：大多数信号的共振位置受温度影响很小，但-OH、-NH和-SH在升高温度时形 成氢键的程度降低，化学位移移向高场。 3.6、溶剂效应 溶剂效应：溶剂的磁各向异性和溶质与溶剂之间形成氢键将对溶质中不同位置的 氢核的化学位移产生影响。
3.3、磁各向异性 屏蔽区：感应磁场与区域。
如图，双键的H处于去屏蔽区，故其处于低场。 化学位移为4.5-5.1
3、影响化学位移的因素
3.3、磁各向异性
如图，三键是直线构型，H所处感应磁场方向与外磁场 方向相反，处于屏蔽区，故其处于高场。 化学位移为2-3.
核磁共振氢谱(化学位移)
organochem@
影响化学位移的因素
5. 氢键:分子形成氢键后,氢核周围的电子云密度降低, 氢键:分子形成氢键后,氢核周围的电子云密度降低, 产生去屏蔽作用,化学位移向低场移动, 增大. 产生去屏蔽作用,化学位移向低场移动,δ增大.
6. 温度:大多数信号的共振位置受温度影响很小,但-OH, 温度:大多数信号的共振位置受温度影响很小, -NH和-SH在升高温度时形成氢键的程度降低,化学位移 NH和 SH在升高温度时形成氢键的程度降低 在升高温度时形成氢键的程度降低, 移向高场,δ降低. 移向高场, 降低. 7. 溶剂效应:溶剂的磁各向异性和溶质与溶剂之间形成 溶剂效应: 氢键将对溶质中不同位置的氢核的化学位移产生影响. 氢键将对溶质中不同位置的氢核的化学位移产生影响.
LOGO
核磁共振氢谱( 核磁共振氢谱(1H-NMR)
——化学位移 ——化学位移(chemical shifts) 化学位移(chemical
Produced by Jiwu Wen
organochem@
内容提要
化学位移的产生 化学位移的表示方法与测定 影响化学位移的因素 不同质子的化学位移
ν 样品 ν TMS δ= × 10 6 ν 仪器
organochem@
化学位移的表示方法与测定
四甲基硅(TMS)作为标准物质的优点 四甲基硅(TMS)作为标准物质的优点: 作为标准物质的优点:
TMS化学性质不活泼,与样品之间不发生化学反应和分子间缔合; TMS是一个对称结构,四个甲基的化学环境完全相同,不论在氢 谱还是碳谱都只产生一个吸收峰; Si的电负性小(1.9),TMS中氢核与碳核周围的电子云密度高,屏 蔽效应大,产生NMR信号所需的磁场强度比一般有机物中的氢核 和碳核产生NMR信号所需的磁场强度大得多,处于较高场,与绝 大部分样品信号不发生重叠和干扰; TMS沸点低(27℃),容易去除,有利于回收样品.
[汇总]化学位移
![[汇总]化学位移](https://img.taocdn.com/s3/m/e94eb6e8900ef12d2af90242a8956bec0975a5b2.png)
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。
化学位移
二. 共轭效应
在共轭效应中，推电子基和吸电子基的影响各 不相同。 推电子基—— p -π共轭——电子云密度 ——δ 。 吸电子基——π-π共 轭——电子云密度 ——δ 。
三. 磁各向异性效应（magnetic anisotropic effect）
实验表明： CH2＝CH2 CH＝CH CH3－CH3
规定
四甲基硅的
TMS
＝ 0
用TMS作为基准的原因： （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，共振峰在最高场区，与其他有 机化合物中的质子峰不重迭； （3） 化学性质稳定；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。
当用重水作溶剂时，标准物质可选用：
DSS （2，2－二甲基－硅戊烷－5磺酸钠）
分子中处于不同化学环境的氢核的外围电子云 密度不同，使它们产生共振需要不同大小的外磁场 强度来抵消屏蔽效应的影响。 当用同一射频照射样品时，样品分子中处于不 同化学环境的氢核 ，所产生的共振峰将出现在不 同磁场强度的区域。这种共振峰位置的差异称为化 学位移。
一. 化学位移的表示方法
用待测核共振峰所在位置的场强 Bs 和某标准 物质磁性核共振峰所在位置的场强 Br 进行比较，用
3.4. 各类有机化合物的化学位移
一. 烷烃
-CH3: -CH2: -CH: CH3= 0.791.10ppm CH2 = 0.981.54ppm CH = CH3 +(0.5 0.6)ppm H=3.2~4.0ppm H=2.2~3.2ppm
O CH3 N CH3 C C CH3 O C CH3 CH3
对于理想化的、裸露的氢核，
实现核磁共振的条件：
0 = B0 / (2 )
化学位移
化学位移影响因素
6、邻近基团电偶极子的影响
强极性基团会产生分子内电场，这个电场会改变分子中的电 子云形状，从而对屏蔽常数产生影响
e AEz BE 2
第一项主导：可正可负，取决于Ez 屏蔽常数可能增加， 也可能减少 第二项主导：去屏蔽作用，屏蔽常数减少
谢谢
loc p
e2 2 1 2 2 E r 3 2 pN [QNN QNB ] 2m c B N
3 r 2 pN 是主要因素， r表示核与2p轨道的距离， loc 轨道越扩大，p 负值越小，13C化学位移越移向高场
不饱和碳比饱和碳有较大的去屏蔽
vb
va
4 ppm 2 ppm
b a
化学位移
常见溶剂的1H在不同氘代溶剂中的化学位移值 常见溶剂的13C在不同氘代溶剂中的化学位移值
化学位移影响因素
屏蔽常数的影响因素：
1、局部抗磁屏蔽项 2、局部顺磁屏蔽项
周围电子云对核的贡献，是σ主要成分
3、各向异性分子内磁场的影响
4、环流的影响 5、氢键的影响 6、临近基团电偶极子的影响
分子间相互影响
长程或非局部贡献，是σ次 要成分
loc d loc p a r e s ......
化学位移影响因素
1、局部抗磁屏蔽项：核外电子云密度
根据Lamb 准则：
loc d
0 e 2
3me
0
e2 rp (r )dr 2 2 3m c
际感受到的场小于外磁场B0，这种现象称为抗磁屏蔽
B B0 1
σ为屏蔽常数
原子核 电子环流
B0 感生磁场
化学位移单位
化学位移单位化学位移是指分子内部原子电子的位置改变产生的影响。
化学位移的单位用赫兹（Hz）或兆赫（MHz）来表示，其大小与分子中的电子的共振频率有关。
化学位移单位除了Hz和MHz之外还有ppm（parts per million），可以表示分子中含有的有机物的相对位置。
现在我们来深入了解一下化学位移单位。
1. Hz和MHzHz和MHz是化学位移的最常见单位，可以将化学位移看作是原子或分子中电子的共振频率。
Hz是一秒钟内的振动次数，而MHz则表示每秒钟的兆次数。
例如，化学位移为100 MHz意味着原子或分子中的电子以每秒100兆次的速度振动。
在核磁共振（NMR）中，Hz和MHz常用于表示谱线的位置。
这些谱线是由于原子核在外加磁场下的共振产生的。
2. ppmPPM是一种相对化学位移单位，它表示大分子中有机物的相对位置。
它是以单位质量的特定原子的数量为百万分之一而定义的。
例如，如果在一克分子中有100个特定原子，则该分子的PPM为100。
这可用于确定分子内特定位点的化学位移。
在分子中，原子可以受到电子的吸引力或排斥力的影响，从而导致化学位移的变化。
能够影响化学位移的因素包括分子的环境（如极性和氧化还原性）以及与原子耦合的其他原子或基团。
由于这些因素的影响，化学位移具有在不同环境下产生变化的复杂性质。
因此，化学位移单位通常用于表征分子中的大量原子的特定共振情况，以便对它们的相对位置进行分析。
总之，化学位移单位包括Hz、MHz和ppm。
Hz和MHz是标准化的单位，用于描述原子核或分子中电子的共振频率，而ppm是相对化学位移单位，用于描述分子中有机物的相对位置。
因此，这些单位都是用于化学工程中对分子结构的分析和描述的重要指标。
核磁共振化学位移
HO
O CH3
7.85ppm 7.48ppm 7.54ppm
7.26ppm
6.84ppm 7.18ppm 6.90ppm
苯甲醚
苯甲醛
溴甲烷
溴乙烷
1-溴丙烷
H 7.27
7.78
Ha
A
H
OH
C=O
H 6.73
H 7.81
OCH3 Hb
6.70
8.58
Ha1 O
COCH3
OCH3 B
Hb 8.08 Ha2 C 7.94
Cl CH2 H Cl2 CH H Cl3 C H
3.05 5.30 7.27
基团距离越远，受到的影响越小
CH3 CH2 CH2 Br
1.25 1.69 3.30
CH3F CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I CH3-H
/ppm 4.26
3.40
3.05
2.68
2.16
0.23
cba
正屏蔽：
由于结构上的变化或介质的影响使氢核外
电子云密度增加，或者感应磁场的方向与外磁
场相反，则使谱线向高磁场方向移动（右移）， 值减小，亦叫抗磁性位移。
去屏蔽：
由于结构上的变化或介质的影响使氢核外
电子云密度减少，或者感应磁场的方向与外磁
场相同，则使谱线向低磁场方向移动（左移）， 值增加，亦称顺磁性位移。
优点：
12个氢处于完全相同的化学环境，只有一个 峰，
电负性 Si C， 屏蔽作用很高，一般质子的 吸收峰都出现在它的左边-----低场，
沸点低，27oC，易挥发，能与许多有机溶剂 相溶。
标准：四甲基硅（TMS），δ=0
TMS的化学位移最大，但规定 TMS=0，
化学位移名词解释
化学位移名词解释化学位移是指固体在外力作用下由原来的平衡位置沿着一定的方向或一定的速率转移到其它地点去。
也称为化学转变，化学变形或是化学变质。
是在晶体物质和凝聚态物质中能发生的无规则的物理位移现象，与固体中的缺陷密切相关。
化学位移的定义：在晶体结构中，能量较高的部分原子脱离了原有平衡位置，运动到能量较低的部分原子所占据的空间中去。
这种运动称为原子的化学位移。
晶体中原子或分子从一个空间位置迁移到另一个空间位置时，原子所做的功就是其迁移的动能。
即为物体在单位体积内的化学位移。
原子的化学位移是靠迁移过程实现的，所以物体的体积要增大。
1、晶格振动是影响晶格位移的主要因素。
当晶体中晶格原子数目增加，晶体原子间的距离减小，原子振动的频率降低，从而晶格的振动位移增大。
同时，由于原子间的相互碰撞，晶格振动会加剧，晶格的位移增大。
这种晶格的位移叫做晶格位移。
2、晶格振动方式。
晶体结构中，一般存在着六种振动方式：简正振动、面内振动、面间振动、体内振动、体间振动和各向异性振动。
不同晶体振动的方式不同。
简正振动又称重复振动，是由若干周期为2s的简单正弦波组成，其频率和晶格简正频率相等。
面内振动又称简谐振动，是由简谐振动的叠加而成，振动是一个近似为纯四次和纯五次谐波的复杂波列。
面间振动是指一个振动模式在两个或两个以上面间进行的振动。
体内振动是指固体结构中，原子及分子体积改变，体积膨胀或缩小。
3、如果晶体受力以后，晶格参数发生了变化，例如应力场和温度场导致晶格参数有了不同的变化，将使晶格的振动位移有不同的改变，从而使晶体的化学位移改变。
这种改变叫做化学位移。
当受外力作用时，原子在晶体内部所占的几何空间发生变化。
因此原子具有一定的自由度。
这些自由度有的取向排列，有的平行排列，有的围绕轴旋转排列，有的沿某一方向或某一速度作有规律的运动。
因此原子间的距离和原子与其他粒子间的距离都随机地发生变化。
这种原子之间的位移现象，就是化学位移。
3、2 化学位移与各类氢核的化学位移
60MHz :
134 60 106
106
2.23
100MHz :
223 100 106
106
2.23
化学位移的表示 ：单位ppm 标准：四甲基硅（TMS部屏蔽效应（诱导效应、共轭效应） 远程屏蔽效应（化学键的磁场各向异性）
局部屏蔽效应 （诱导效应、共轭效应）：氢原
子化学位移移向低场。
如下面化合物4个羟基的均可以形成氢键，δ按照氢键由弱到强的顺 序，逐步增大。
乙醇的羟基随浓度 增加，
分子间氢键增强， 化学位移增大
溶剂效应 ：溶剂不同使化学位移改变的效应
甲 基
亚甲基和次甲基
经验计算：
烯氢的化学位移
经验公式
烯氢的化学位移
芳环芳氢的化学位移
炔基氢的化学位移:1.6~3.4
为此，一般是以适当的化合物(如四甲基硅烷： TMS)为内标准，测定相对的频率变化，（相 对）化学位移以下式表示：
试样－ TMS 106＝ 106
0
0
由于采用了相对频率变化值，使得 在不同磁场强度测定的核磁共振谱 图也完全一致。
例如，1，2，2－三氯丙烷甲基上的 H原子在60MHz仪器上的信号为 134Hz，在100MHz仪器上的信号为 223Hz，计算化学位移值为：
单键
双键
A α=1.27， B α=1.23， C α=1.17，
β=0.85
β=0.72
β=1.01
羰基平面上下各有一个锥形的屏蔽区，其它方向（尤其
是平面内）为去屏蔽区。
芳环环的上下方为屏蔽区，其它地方为去屏蔽区
叁键 ：键轴向为屏蔽区，其它为去屏蔽区。
氢键与化学位移 ：绝大多数氢键形成后，质
化学位移的单位
化学位移的单位核磁共振中，化学位移本身的单位并不是ppm，而其单位是Hz，之所以单位为ppm，是因为我们常说的化学位移指的是化学相对位移。
打个比方，当使用200MHz的NMR时，某个位移值为200Hz，这时就采用相对位移，用200Hz去除以200MHz，得到的是百万分之一，也就是1ppm；之所以这么表示是因为，位移值会随着机器的不同而改变，例如刚才的例子，在400MHz的NMR下，位移值是400Hz，只是相对位移不变，仍然是1ppm。
化学位移的公式表示：现采用相对数值表示法，即选用一个标准物质，以该标准物的共振吸收峰所处位置为零点，其它吸收峰的化学位移值根据这些吸收峰的位置与零点的距离来确定。
化学位移值普遍采用无量纲的δ值表示，其定义为：化学位移取决于核外电子云密度，因此影响电子云密度的各种因素都对化学位移有影响，影响最大的是电负性和各向异性效应。
1. 电负性电负性大的原子（或基团）吸电子能力强，降低了氢核外围的电子云密度，屏蔽效应也就随之降低，其共振吸收峰移向低场，化学位移会变大；反之，给电子基团可增加氢核外围的电子云密度，共振吸收峰移向高场，化学位移会变小。
2. 各向异性效应当分子中的某些基团的电子云排布不呈球形对称时，它对邻近的1H核产生一个各向异性的磁场，从而使某些空间位置上的核受屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽，这一现象称为各向异性效应（anisotropic effect）。
各向异性效应是由于成键电子的电子云分布不均匀导致在外磁场中所产生的感应磁场的不均匀所引起的，如苯环上质子的化学位移移向低场，δ在7左右。
3. 氢键氢键对羟基质子化学位移的影响与氢键的强弱及氢键的电子给予体的性质有关，在大多数情况下，氢键产生去屏蔽效应，使1H的δ值移向低场。
4. 溶剂效应有时同一种样品使用不同的溶剂也会使化学位移值发生变化，这称为溶剂效应。
活泼氢的溶剂效应比较明显。
能引起溶剂效应的因素很多，如N,N-二甲基甲酰胺在CDCl3中测定时，δαH>δβH，而在被测物中加入适量苯溶剂后可使δαH<δβH, 这是因为苯能与之形成复合物，而使两种氢处于不同的屏蔽区所致。
2-1HNMR-化学位移
CH3CH2CONH2
低场
高场
• 化学位移值，代表谱峰位置—化学环境
• 积分曲线高度与相应的质子数目成正比—氢的数目 • 谱峰呈现出的多重峰形—耦合作用
4.2.1 1H 的化学位移
1．影响化学位移的因素 2. 各类1H的化学位移
1．影响化学位移的因素
(1)电子效应 • 诱导效应
(6) 范德华效应
当两个质子在空间结构上非常靠近时，电子云就会互相 排斥，从而使这些质子周围的电子云密度减少，屏蔽作用下 降，共振信号向低场移动，这种效应称为范德华效应。这种 效应与相互影响的两个原子之间的距离密切相关。
(7)溶剂效应
由于溶质分子受到不同溶剂影响而引起的化学位移变 化称为溶剂效应。例如：
• 活泼氢的快速交换反应
分子中的-OH、-NH2、-SH和-COOH等活泼氢可在分子间进行 快速交换。
因此， 酸性氢核的化学位移是不稳定的，与交换快慢、 交换是否进行有关。
交换速率：-OH > -NH > -SH
(5) 氢键的影响
两个电负性基团与氢相连，产生吸电子诱导作用，共振发 生在低场。
H
• 相邻电负性基团越多，吸电子诱导效应越大，屏蔽越 弱，δ值也越大
CH3Cl δ 3.05
CH2Cl2 5.30
CHCl3 7.27
• 吸电子作用是通过化学键传递的，相隔化学键越多， 影响越小。
CH3OH
CH3 3.39
CH3CH2OH CH3CH2CH2OH
1.18
0.93
-CH3 ，δ = 1.8，出现在高场 -CH2I，δ= 3.1, 出现在低场
化学位移随着相邻电负性基团的电负性的增大而增大
化学位移大小判断方法
化学位移大小判断方法
化学位移是由于电子的屏蔽作用而引起的核磁共振吸收位置的移动。
要判断化学位移的大小，可以采用相对数值表示法，以某一标准样品的共振峰为原点，测出样品各峰与原点的距离。
其中，常用的标准物质为四甲基硅烷（TMS），规定其化学位移为0。
化学位移采用相对数值表示的原因有：首先，TMS为对称分子，四个甲基上所连H化学环境相同，属于化学等价质子，其吸收峰只有一个；其次，硅与碳属于同一主族元素，电负性相差不大，TMS中的质子所受屏蔽作用较大，共振吸收峰出现在高场。
化学位移的大小可以反映出分子中各基团的化学环境，在解析化合物结构中发挥着重要作用。
CNMR核磁共振碳谱化学位移总览表
醇、醚、酮类化合物的碳原子的化学位移与其连接的氧原子和氢原子 数量成反比关系，即氧原子和氢原子数量越多，化学位移越低。
04
取代基对醇、醚、酮类化合物的碳原子的化学位移影响较大，例如烷 基取代会使化学位移减小，而芳基取代会使化学位移增大。
醛、酸、酯类化合物
醛、酸、酯类化合物的碳原子的化学 位移通常在200-300ppm范围内。
CNMR碳谱的优点与局限性
优点：
高灵敏度：碳原子具有高磁敏感性，使其成为核磁共振中的理想检测目标 。
结构信息丰富：碳谱能够提供丰富的化学结构信息，有助于确定有机分子 中的官能团和连接方式。
CNMR碳谱的优点与局限性
• 非破坏性：核磁共振技术对样品无破坏性，可以重复使用 。
CNMR碳谱的优点与局限性
取代基的影响
取代基的电负性
电负性强的取代基会使碳谱的化学位移向低场移 动。
取代基的电子效应
给电子取代基会使碳谱的化学位移向低场移动， 而吸电子取代基则会使化学位移向高场移动。
取代基的空间效应
空间位阻较大的取代基会使碳谱的化学位移向低 场移动。
溶剂的影响
溶剂的极性
极性溶剂会使碳谱的化学位移向低场移动，非极性溶剂则会使化 学位移向高场移动。
01自然丰度 较低，需要较高的检测灵敏度。
03
谱图解析复杂：由于碳谱的复杂性，解析 碳谱需要较高的专业知识。
04
对水质和温度敏感：水质和温度的变化可 能影响核磁共振信号的稳定性。
CNMR碳谱未来的发展方向
提高检测灵敏度
通过改进检测技术和仪器，提高碳谱 的检测灵敏度，以适应更多样品的检 测需求。
卤代烃类化合物
卤代烃类化合物的碳原子的化学位移通常在80150ppm范围内。
不同类型质子的化学位移甲基
而重现的测定，一般采用核磁共振峰间共振频率差异去测定。所以核
磁共振谱峰的位置均以标准物质的共振峰为参比，用相对数值表示化
学位移（Δν, δ）。通常最常采用的参比物质是四甲基硅烷（TMS）。
二、化学位移标准物质和化学位移的表示
四甲基硅烷（TMS）具有以下优点：
1. 硅的电负性（1.9）比碳的电负性（2.5）小，TMS上的氢和碳核 外电子云密度相对较高，产生较大的屏蔽效应，其位置出现于高磁场 处。
1. 共振频率差(Δν,Hz)：
v v样品 - v标准 2 B0 标准 - 样品
共振频率差(Δν,Hz)与外磁场强度B0成正比。同一样品的同一磁性核 用不同MHz仪器测得的共振频率差不同。如我们假定一个峰在300 MHz仪器上对于频率为1200 Hz，如果换作600 MHz的仪器，我们 指定的峰将会是2400 Hz的位置。
二、化学位移标准物质和化学位移的表示
2. 化学位移常数(δ 值)
v样品 v标准 v标准
106
v 106 v0
标准 样品 106 1 标准
标准 样品
106
δ 值只取决于测定核与标准物质参比核间的屏蔽常数差，即反映原子 核所处的化学环境，而与外磁场强度无关。如在300 MHz仪器上的 化学位移为1200 Hz/300 MHz = 4，在600 MHz的仪器上化学位 移为2400 Hz/600 MHz = 4。
共轭取代基可使与之共轭结构中的价电子分布发生改变，从而引起质
子的化学位移变化。如醛基（-CHO）与苯环间呈吸电子共轭效应，
使苯环上总的电子云密度减少，苯环上各质子δ 值都大于未取代苯上
质子的δ值。
化学位移_芳烃_烯氢_炔氢_理论说明
化学位移芳烃烯氢炔氢理论说明1. 引言1.1 概述化学位移是有机化学中一个重要的概念，它指的是原子或化合物在核磁共振（NMR）实验中所观察到的信号相对于参考标准的位置偏移程度。
通过测量和解释分子中各个原子核的化学位移，我们可以获取关于分子结构、键长、电荷分布等方面的信息。
芳烃、烯氢和炔氢是有机化学中常见且重要的化合物类别。
它们在生命科学、材料科学以及有机合成等领域都扮演着重要角色。
本文将重点讨论这三个类别化合物的性质、合成方法以及应用领域，并探讨其中涉及到的化学位移理论说明。
1.2 文章结构本文包括以下内容：引言部分（第1节），介绍了本文的概述和文章结构；化学位移部分（第2节），阐述了化学位移的定义和概念，以及其影响因素和应用意义；芳烃部分（第3节），讨论了芳烃的定义和性质，以及其合成方法和应用领域；烯氢部分（第4节），介绍了烯氢的结构和命名规则，物理性质以及反应特点和应用；炔氢部分（第5节），探讨了炔氢的结构和命名规则，物理性质以及反应特点和应用；最后是结论部分（第6节），对全文进行总结，并给出未来的展望。
1.3 目的本文的目的在于深入理解化学位移、芳烃、烯氢和炔氢这几个重要概念，并探讨它们之间的关系。
通过对其相关理论说明和实际应用的分析，我们可以更好地认识到它们在有机化学中的重要性，并为相关领域的科学研究和技术发展做出贡献。
2. 化学位移:2.1 定义和概念:化学位移是指核磁共振（NMR）谱中吸收峰与参考物质的吸收峰之间的差异，用于描述分子中不同原子核相对于参考物质的化学环境。
2.2 影响因素:化学位移受到多种因素的影响，包括溶剂效应、电荷分布、磁场强度等。
溶剂效应会改变分子内部的电荷分布，从而引起化学位移的变化。
电荷分布不均匀会导致局部磁场差异，进而影响化学位移。
此外，外部磁场强度也会对化学位移产生影响。
2.3 应用和意义:化学位移是一种重要的结构分析工具，在有机合成、天然产物鉴定等领域得到广泛应用。
化学位移定义
化学位移定义
嘿，咱来说说“化学位移”是啥哈。
咱就说有一回我去实验室找我那学化学的朋友玩。
他正在那摆弄一些仪器，旁边有一堆瓶瓶罐罐的。
我就好奇地问他在干啥呢。
他就跟我说起了化学位移。
化学位移呢，简单说就是在核磁共振之类的技术中，不同的原子或者分子在磁场中的位置会有点不一样。
就好比一群人站在操场上，虽然都在那，但是每个人站的位置有点差别。
我记得朋友给我看一个图表，上面有各种线条，他说这就是不同的化学物质表现出的化学位移。
就像不同的人有不同的特点，这些化学物质也因为化学位移而能被区分开来。
所以啊，化学位移就是一种能帮助科学家们了解化学物质的工具。
以后咱再听到化学位移这个词，就可以想象一下那些小小的原子在磁场里站的不同位置，可有意思啦。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.C—C—H﹥C—CH2—C﹥C—CH3 C
3. RCOOH（10-12）﹥RCHO（9-10）﹥ArOH﹥ ROH≈RNH2
图14-11
（1）化学位移的绝对值很难测定，相对值易得。
(2)
r
2
(1 )H0
对同一核，在H0不同时，n不同，不便于比较； 采用相对值， d 与H无关，便于比较。
例：
将CH3Br放在H0 1.4902T，CH3 60MHz 162Hz， TMS 60MHz
(60MHz 162106 60MHz) 106 2.70( ppm)
（化学结构决定）
核外电子云密度↑，s↑。
H实 H0 H0 (1 ) H0
修正的Lamor方程
r 2
H0 (1 )
1. 若H0一定（扫频）
s↑，n↓，信号出现在谱图的右端（低频端）；
s↓，n↑，信号出现在谱图的左端（高频端）。
2. 若n一定（扫场）
s↑，H0↑ ，信号出现在谱图的右端（高场端）； s↓，H0↓ ，信号出现在谱图的左端（高场端）；
CH3
a. 12个H核的化学环境相同，产生单峰；
(TMS)
b. 该化合物s最大，吸收峰出现在谱图的最右端；
c. 易溶于有机溶剂且惰性，沸点低（27℃），易采用蒸 馏法将其除去。
三、影响化学位移的因素
1. 局部屏蔽效应 （H核核外成键电子云产生的抗磁屏蔽效应）
CH3-H CH3-I CH3-Br CH3-Cl CH3-OH CH3-F TMS
NMR谱图：右端低频（高场），左端高频（低场）。
二、化学位移的定义及其表示 式
1. 化学位移 由于屏蔽效应的存在，不同化学环境 H核的共振频率不同的现象。
2. 化学位移的表示式
样 标 106 ( ppm) 标
或
H标
H样 106( ppm)
H标
用相对值表示化学位移的原因
60MHz
再将CH3Br放在H0 2.3487T，CH3 100MHz 270Hz， TMS 100MHz
(100MHz 270106 100MHz) 106 2.70( ppm)
100MHz
3. 标准物（=0）
四甲基硅烷
CH3
H3C Si CH3
选择TMS作为内标物的原因
电负性 2.1 2.5 2.8 3.1 3.5 4.0 1.8 d 0.2 2.16 2.68 3.05 3.4 4.26 0
电负性↑，电子云密度↓，s↓，化学位移↑。
2. 磁各向异性
分子中质子所处的空间位置不同，屏蔽效应不同的现象
（1）芳香H
苯环的上、下方（正屏蔽区） 与H0反向 苯环的外侧（去屏蔽区）与H0同向 苯环上的氢处于去屏蔽区，d=7.27（由：
r
2
H0
H0 1.4092(T ) 1H核： 60MHz
× 照射，0 所有H核吸收频率相同
屏蔽效应 核外电子在外加磁场作用下，产生与外加磁
场方向相反的次级磁场（感应磁场），使氢核实受磁场
强度降低的现象。
H感 H0
s：屏蔽常数 与核外电子云密度有关
（2）双键H （C＝CH）
醛氢 dH= 9 ~ 10.0（去屏蔽程度高于烯氢质子） 烯氢 dH= 5.25
（3）炔H
炔氢 dH = 2.88
3. 氢键的影响
形成氢键，d↑
形成氢键后，核外电子云密度↓ 屏蔽效应减弱
—OH —NH2 —COOH
能形成H键，d高，且变化范围较宽
四、常见质子的化学位移