有機(jī)化合物的譜圖解析講課

1、有機(jī)化合物的譜圖解析講課 三、影響化學(xué)位移的因素 四、決定原子數(shù)目的方法 五、共振吸收峰（信號(hào)）的數(shù)目 六、自旋偶合與自旋裂分 七、偶合常數(shù) 八、譜圖解析 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征 【本章重點(diǎn)】 紅外光譜、核磁共振譜。 【必須掌握的內(nèi)容】 1. 紅外光譜、核磁共振譜的基本原理。 2. 紅外光譜、核磁共振譜譜圖的解析方法。 前 言： 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)表征（即測(cè)定） 從分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的基本手段，是有機(jī)化學(xué)的重要組成部分。過(guò)去，主要依靠化學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定，其缺點(diǎn)是：費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，試劑的消耗量大。例如：鴉片中嗎啡堿結(jié)構(gòu)的測(cè)定，從1805年開始研究，直至1952年才完全闡明，歷時(shí)147年

2、。 而現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)測(cè)定，則采用現(xiàn)代儀器分析法，其優(yōu)點(diǎn)是：省時(shí)、省力、省錢、快速、準(zhǔn)確，試劑耗量是微克級(jí)的，甚至更少。它不僅可以研究分子的結(jié)構(gòu)，而且還能探索到分子間各種集聚態(tài)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型和構(gòu)象的狀況，對(duì)人類所面臨的生命科學(xué)、材料科學(xué)的發(fā)展，是極其重要的。 對(duì)有機(jī)化合物的研究，應(yīng)用最為廣泛的是：紫外光譜（ultravioler spectroscopy 縮寫為UV）、紅外光譜（infrared spectroscopy 縮寫為IR）、核磁共振譜（nuclear magnetic resonance 縮寫為NMR）和質(zhì)譜（mass spectroscopy 縮寫為MS）. 光是一種電磁波，具有波粒二相性

3、。 波動(dòng)性：可用波長(zhǎng)()、頻率（）和波數(shù)（）來(lái)描述。 按量子力學(xué)，其關(guān)系為：有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與吸收光譜 該式表明：分子吸收電磁波，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，其吸收光的頻率與吸收能量的關(guān)系。 由此可見(jiàn)，與E，成反比，即，（每秒的振動(dòng)次數(shù)），E。 在分子光譜中，根據(jù)電磁波的波長(zhǎng)（）劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，如下圖所示： 微粒性：可用光量子的能量來(lái)描述： 分子的總能量由以下幾種能量組成：紅外光譜一、紅外光譜的表示方法 一般指中紅外（振動(dòng)能級(jí)躍遷）。 橫坐標(biāo)：波數(shù)（）4004000 cm-1；表示吸收峰的位置。 縱坐標(biāo)：透過(guò)率（T %），表示吸收強(qiáng)度。T，表明吸收的越好，故曲線低谷表示是一個(gè)好的吸收帶。 I：

4、表示透過(guò)光的強(qiáng)度； I0：表示入射光的強(qiáng)度。 二、分子振動(dòng)與紅外光譜 1.分子的振動(dòng)方式 (1)伸縮振動(dòng)： (2)彎曲振動(dòng)： 值得注意的是：不是所有的振動(dòng)都能引起紅外吸收，只有偶極矩()發(fā)生變化的，才能有紅外吸收。 H2、O2、N2 電荷分布均勻，振動(dòng)不能引起紅外吸收。 HCCH、RCCR，其CC（三鍵）振動(dòng)也不能引起紅外吸收。 2.振動(dòng)方程式（Hooke定律） 式中：k 化學(xué)鍵的力常數(shù)，單位為N -1 折合質(zhì)量，單位為g 力常數(shù)k：與鍵長(zhǎng)、鍵能有關(guān)：鍵能（大），鍵長(zhǎng)（短），k。 化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)（nm）鍵能（Kj.mol-1） 力常數(shù) k（N.cm-1） 波數(shù)范圍（cm-1）CC0.154347.

5、34.57001200CC0.134610.99.616201680CC0.116836.815.621002600 一些常見(jiàn)化學(xué)鍵的力常數(shù)如下表所示： 折合質(zhì)量：兩振動(dòng)原子只要有一個(gè)的質(zhì)量，（），紅外吸收信號(hào)將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)。 3. 分子的振動(dòng)能級(jí)躍遷和紅外吸收峰位 分子的振動(dòng)是量子化的，其能級(jí)為： 式中：v 為振動(dòng)量子數(shù)(0,1,2,);振為化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率。 分子由基態(tài)v = 0 躍遷到激發(fā)態(tài)v = 1 時(shí)，吸收光的能量為： 分子振動(dòng)頻率習(xí)慣以（波數(shù)）表示： 由此可見(jiàn)：（） k，（）與成反比。 吸收峰的峰位：化學(xué)鍵的力常數(shù)k越大，原子的折合質(zhì)量越小，振動(dòng)頻率越大，吸收峰將出現(xiàn)在高波數(shù)區(qū)（

6、短波長(zhǎng)區(qū)）；反之，出現(xiàn)在低波數(shù)區(qū)（高波長(zhǎng)區(qū)）。 結(jié)論： 產(chǎn)生紅外光譜的必要條件是： 1. 紅外輻射光的頻率與分子振動(dòng)的頻率相當(dāng)，才能滿足分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需的能量，而產(chǎn)生吸收光譜。 2. 振動(dòng)過(guò)程中必須是能引起分子偶極矩變化的分子才能產(chǎn)生紅外吸收光譜。 三、有機(jī)化合物基團(tuán)的特征頻率 總結(jié)大量紅外光譜資料后，發(fā)現(xiàn)具有同一類型化學(xué)鍵或官能團(tuán)的不同化合物，其紅外吸收頻率總是出現(xiàn)在一定的波數(shù)范圍內(nèi)，我們把這種能代表某基團(tuán)，并有較高強(qiáng)度的吸收峰，稱為該基團(tuán)的特征吸收峰（又稱官能團(tuán)吸收峰）。 1.特征頻率區(qū)： 在16003700 cm-1區(qū)域（稱為：高頻區(qū)）出現(xiàn)的吸收峰，較為稀疏，容易辨認(rèn)，主要有： (1

7、)YH 伸縮振動(dòng)區(qū)： 25003700 cm-1，Y = O、N、C。 (2)YZ 三鍵和累積雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)： 21002400 cm-1，主要是：CC、CN 三鍵和 CCC、CNO 等累積雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰。 (3)YZ雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)： 16001800 cm-1，主要是：CO、CN、CC等雙鍵。 2.指紋區(qū)： 1600 cm-1的低頻區(qū)，主要是：CC、CN、CO等單鍵和各種彎曲振動(dòng)的吸收峰，其特點(diǎn)是譜帶密集、難以辨認(rèn)。 3.倍頻區(qū)： 3700 cm-1的區(qū)域，出現(xiàn)的吸收峰表示基團(tuán)的基本 頻率，而是一些基團(tuán)的倍頻率，其數(shù)值略低于基本頻率的倍數(shù)。 四、紅外譜圖解析 紅外譜圖解析的基本步驟是：

8、 鑒定已知化合物： 1.觀察特征頻率區(qū)：判斷官能團(tuán)，以確定所屬化合物的類型。 2.觀察指紋區(qū)：進(jìn)一步確定基團(tuán)的結(jié)合方式。 3.對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)譜圖驗(yàn)證。 測(cè)定未知化合物： 1.準(zhǔn)備性工作： 了解試樣的來(lái)源、純度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等； 經(jīng)元素分析確定實(shí)驗(yàn)式； 有條件時(shí)可有MS譜測(cè)定相對(duì)分子量，確定分子式； 根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度，其經(jīng)驗(yàn)公式為： = 1 + n4 + 1 / 2（n3 n1） 式中：代表不飽和度；n1、n3、n4分別代表分 子中一價(jià)、三價(jià)和四價(jià)原子的數(shù)目。 雙鍵和飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)的為1、三鍵為2、苯環(huán)為4。 2.按鑒定已知化合物的程序解析譜圖。 譜圖解析示例： 1.烷烴： 1. 28532962c

9、m-1 CH 伸縮振動(dòng)； 2. 1460cm-1、1380cm-1 CH（CH3、CH2）面內(nèi)彎曲振動(dòng)； 3. 723cm-1 CH(CH2)n, n 4平面搖擺振動(dòng)；若n4 吸收峰將出現(xiàn)在734743cm-1處。 2.烯烴 1. 3030cm-1 =CH伸縮振動(dòng)； 2. CH 伸縮振動(dòng)； 3. 1625cm-1 CC伸縮振動(dòng)； 4. CH（CH3、CH2）面內(nèi)彎曲振動(dòng)； 二者的明顯差異： 1.CC雙鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰： 順式1650cm-1。 反式與CH3、CH2的彎曲振動(dòng)接近。 2.CH的平面彎曲振動(dòng)吸收峰位置： 順式700cm-1； 反式965cm-1。 3.醇 三者的異同點(diǎn)： 1.締合

10、OH的伸縮振動(dòng)吸收峰：均出現(xiàn)在3350cm-1處左右，差距不大。 2. CO鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰有明顯的差異： 伯醇：10501085cm-1； 仲醇：11001125cm-1； 叔醇：11501120cm-1。 4.醛與酮 二者的異同點(diǎn)： 1.在1700cm-1處均有一個(gè)強(qiáng)而尖的吸收峰，為 CO(羰基)的特征吸收峰。 CO（羰基）吸收峰的位置與其鄰近基團(tuán)有關(guān)，若羰基與雙鍵共軛，吸收峰將向低波數(shù)區(qū)位移。 2.醛基在2715cm-1處有一個(gè)強(qiáng)度中等的尖峰，這是鑒別分子中是否存在 CHO的特征基團(tuán)。 1.OH 伸縮振動(dòng)吸收峰：二聚體30002500cm-1； 2.CH 伸縮振動(dòng)吸收峰： 3.CO 伸

11、縮振動(dòng)吸收峰：17251700cm-1（脂肪族 羧酸），17001680cm-1 （芳香族羧酸）。 5. 羧酸及其衍生物 1. CO伸縮振動(dòng)：在18501780 cm-1、17901740 cm-1兩處同時(shí)出現(xiàn)。 2. COC伸縮振動(dòng)：13001050cm-1（強(qiáng)吸收）。 紅外光譜在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用一、官能團(tuán)的判斷二、結(jié)構(gòu)的推斷三、鑒定有機(jī)化合物四、在分離操作與合成反應(yīng)中的應(yīng)用紅外光譜法的應(yīng)用研究分子結(jié)構(gòu)：如確定分子的空間構(gòu)型，求化學(xué)鍵的力常數(shù)、鍵長(zhǎng)和鍵角等未知化合物的結(jié)構(gòu)鑒定1.定性分析官能團(tuán)的定性分析、已知化合物的鑒定官能團(tuán)的定性分析否定法：基于某個(gè)波數(shù)區(qū)間內(nèi)的吸收峰對(duì)某個(gè)基團(tuán)是特征的，在

12、譜圖中若無(wú)此吸收峰出現(xiàn)，則說(shuō)明此基團(tuán)在分子中不存在。肯定法：根據(jù)紅外光譜的特征吸收峰，確認(rèn)某基團(tuán)的存在。如某化合物的IR譜，在官能團(tuán)區(qū)1740cm-1有吸收C=O，在指紋區(qū)1300cm-11150cm-1范圍內(nèi)有兩個(gè)強(qiáng)吸收峰CO，根據(jù)官能團(tuán)區(qū)及指紋區(qū)的這三個(gè)相關(guān)峰：已知化合物的鑒定(1)用標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)照。(2)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照。在沒(méi)有純凈的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，可用標(biāo)準(zhǔn)譜圖比較。許多國(guó)家都編制出版了標(biāo)準(zhǔn)譜圖集，如薩特勒IR譜圖集，匯集有十余萬(wàn)張純化合物的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖。2.未知物結(jié)構(gòu)分析未知物結(jié)構(gòu)分析的一般步驟如下：了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其他資料了解來(lái)源元素分析的結(jié)果相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)和有關(guān)的化

13、學(xué)性質(zhì)由元素分析結(jié)果和相對(duì)分子質(zhì)量推算出分子式計(jì)算不飽和度：規(guī)定：雙鍵(C=C、C=O)、飽和環(huán)狀結(jié)構(gòu)：=1；叁鍵(CC)：=2；苯環(huán)： =4。n11價(jià)原子數(shù)目n33價(jià)原子數(shù)目n44價(jià)原子數(shù)目例： 計(jì)算甲苯C7H8的不飽和度。 答：甲苯的不飽和度為4。甲苯的不飽和度為4，是因?yàn)楸娇煽醋?個(gè)雙鍵和1個(gè)環(huán)。試樣的制備和紅外光譜的制作被分析的試樣應(yīng)該是純物質(zhì)純物質(zhì)可以通過(guò)對(duì)試祥進(jìn)行分離和精制的方法(如分餾、萃取、重結(jié)晶、層析等)得到根據(jù)試樣的性質(zhì)，按照試驗(yàn)條件制作紅外光譜圖譜圖的解析首先觀察官能團(tuán)區(qū)，解析第一強(qiáng)吸收峰屬于何種基團(tuán)的特征吸收峰。如，羰基(C=O)在1820cm-11600cm-1有強(qiáng)吸

14、收峰，其中：1820 cm-1 1750 cm-11750 cm-1 1725 cm-11740 cm-1 1720 cm-11740 cm-1 1720 cm-1找出該基團(tuán)的全部或主要相關(guān)蜂，包括該基團(tuán)在指紋區(qū)的吸收峰，進(jìn)一步確認(rèn)該基團(tuán)的存在。然后解析第二強(qiáng)峰及其相關(guān)峰。 確定分子中各個(gè)基團(tuán)或化學(xué)鍵所連接的原子或原子團(tuán)，以及與其他基團(tuán)的結(jié)合方式，并結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量、不飽和度以及其他儀器分析結(jié)果等有關(guān)資料，推測(cè)分子的結(jié)構(gòu)。與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)照 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下操作，將得到的紅外光譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較，若兩張語(yǔ)圖吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對(duì)強(qiáng)度一樣，可以認(rèn)為樣品與該種已知物是同一物質(zhì)。

15、例： 某未知物分子式為C8H8O，其IR譜如圖所示，試推測(cè)未知物的分子結(jié)構(gòu)。解：(1)根據(jù)分子式計(jì)算不飽和度： 1+8+(0-8)/25(2)圖譜解析苯環(huán)及CH3的CH伸縮振動(dòng)C=O的伸縮振動(dòng)。因分子式中只有一個(gè)氧原子，不可能是酸或酯，只可能是酮，而且分子中有苯環(huán)，很可能是芳香酮。CH3的CH反對(duì)稱彎曲振動(dòng)as(CH)CH3的CH對(duì)稱彎曲振動(dòng)s(CH)苯環(huán)的骨架振動(dòng)綜上所述，該化合物中有一個(gè)單取代的苯環(huán)、一個(gè)羰基(估計(jì)是芳香酮羰基)、一個(gè)甲基，根據(jù)分子式，推測(cè)未知物的結(jié)構(gòu)式可能是:總結(jié)：3000cm-1 、1600cm-11500cm-1苯環(huán)的骨架振動(dòng)、指紋區(qū)760cm-1，692cm-1單取

16、代苯 1681cm-1強(qiáng)峰為C=O的伸縮振動(dòng) 1363cm-1 CH3的CH s(CH)1430cm-1CH3的CHas(CH) 推測(cè)C8H8純液體解：1） =1-8/2+8=5 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu) C8H7N，確定結(jié)構(gòu)解：1） =1-（1-7）/2+8=6 2）峰歸屬 3）可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)為：丙酸乙酯核磁共振譜一、基本原理 1. 原子核的自旋 核象電子一樣，也有自旋現(xiàn)象，從而有自旋角動(dòng)量。 核的自旋角動(dòng)量()是量子化的，不能任意取值，可用自旋量子數(shù)(I)來(lái)描述。 I0、1/2、1 I = 0， =0， 無(wú)自旋，不能產(chǎn)生自旋角動(dòng)量，不會(huì)產(chǎn)生共振信號(hào)。 只有當(dāng)I O時(shí)，才能發(fā)生共振吸

17、收，產(chǎn)生共振信號(hào)。 I 的取值可用下面關(guān)系判斷： 質(zhì)量數(shù)（A） 原子序數(shù)（Z） 自旋量子數(shù)（I） 奇 數(shù) 奇數(shù)或偶數(shù) 半整數(shù) n + 1/2。n = 0,1,2, 奇 數(shù) 整 數(shù) 偶 數(shù) 偶 數(shù) 0例如： 2.自旋核在外加磁場(chǎng)中的取向 取向數(shù) = 2 I + 1 （在沒(méi)有外電場(chǎng)時(shí)，自旋核的取向是任意的）。 3.磁共振的產(chǎn)生 磁性核的自旋取向表明 在外場(chǎng)中的取向。 它的某個(gè)特定能級(jí)狀態(tài)（用磁量子數(shù)ms表示）。取值為 I 0 +I。 即：每一個(gè)取向都代表一個(gè)能級(jí)狀態(tài)，有一個(gè)ms 。 如：1H核： I1/2 ms為 1/2 和 +1/2 結(jié)論： (1)E H0； (2) 1H受到一定頻率（）的電磁輻

18、射，且提供的能量 =E，則發(fā)生共振吸收，產(chǎn)生共振信號(hào)。 1. 化學(xué)位移的由來(lái) 屏蔽效應(yīng) 化學(xué)位移是由核外電子的屏蔽效應(yīng)引起的。 若質(zhì)子的共振磁場(chǎng)強(qiáng)度只與(磁旋比)、電磁波照射頻率H0有關(guān)，那么，試樣中符合共振條件的1H都發(fā)生共振，就只產(chǎn)生一個(gè)單峰，這對(duì)測(cè)定化合物的結(jié)構(gòu)是毫無(wú)意義的。 實(shí)驗(yàn)證明：在相同的頻率 照射下，化學(xué)環(huán)境不同的質(zhì)子將在不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度處出現(xiàn)吸收峰。 H核在分子中不是完全裸露的，而是被價(jià)電子所包圍的。二、化學(xué)位移因此，在外加磁場(chǎng)作用下，由于核外電子在垂直于外加磁場(chǎng)的平面繞核旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生與外加磁場(chǎng)方向相反的感生磁場(chǎng)H 。這樣，H核的實(shí)際感受到的磁場(chǎng)強(qiáng)度為： 式中：為屏蔽常數(shù) 核外

19、電子對(duì)H核產(chǎn)生的這種作用，稱為屏蔽效應(yīng)（又 稱抗磁屏蔽效應(yīng)）。 顯然，核外電子云密度越大，屏蔽效應(yīng)越強(qiáng)，要發(fā)生共振吸收就勢(shì)必增加外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，共振信號(hào)將移向高場(chǎng)區(qū)；反之，共振信號(hào)將移向低場(chǎng)區(qū)。因此，H核磁共振的條件是： 2. 化學(xué)位移的表示方法 不同化學(xué)環(huán)境的H核，受到不同程度的屏蔽效應(yīng)的影響，因而吸收峰出現(xiàn)在核磁共振譜的不同位置上，吸收峰這種位置上的差異稱為化學(xué)位移。 為什么選用TMS(四甲基硅烷)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)? (1)屏蔽效應(yīng)，共振信號(hào)在高場(chǎng)區(qū)（值規(guī)定為0），絕大多數(shù)吸收峰均出現(xiàn)在它的左邊。 (2)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是一個(gè)單峰。 (3)容易回收（b.p低），與樣品不締合。 核磁共振儀所使用的固定頻

20、率值是一個(gè)負(fù)值，為方便起見(jiàn)，去掉負(fù)號(hào)。因此， 值大時(shí)表明信號(hào)在低場(chǎng)， 值小時(shí)表明信號(hào)在高場(chǎng)。三、影響化學(xué)位移的因素凡影響電子云密度的因素都將影響化學(xué)位移。其中影響最大的是：誘導(dǎo)效應(yīng)和各向異性效應(yīng)。 (1)電負(fù)性的影響： 元素的電負(fù)性，通過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)，使H核的核外電子云密度，屏蔽效應(yīng)，共振信號(hào)低場(chǎng)。例如： (2)磁各向異性效應(yīng)： A.雙鍵碳上的質(zhì)子 烯烴雙鍵碳上的H質(zhì)子位于鍵環(huán)流電子產(chǎn)生的感生磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)方向一致的區(qū)域（稱為去屏蔽區(qū)），去屏蔽效應(yīng)的結(jié)果，使烯烴雙鍵碳上的H質(zhì)子的共振信號(hào)移向稍低的磁場(chǎng)區(qū)，其=4.55.7。 同理，羰基碳上的H質(zhì)子與烯烴雙鍵碳上的H質(zhì)子相似，也是處于去屏蔽區(qū)，存在去

21、屏蔽效應(yīng)，但因氧原子電負(fù)性的影響較大，所以，羰基碳上的H質(zhì)子的共振信號(hào)出現(xiàn)在更低的磁場(chǎng)區(qū)，其=9.410。 B.三鍵碳上的質(zhì)子： 碳碳三鍵是直線構(gòu)型，電子云圍繞碳碳鍵呈筒型分布，形成環(huán)電流，它所產(chǎn)生的感生磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)方向相反，故三鍵上的H質(zhì)子處于屏蔽區(qū)，屏蔽效應(yīng)較強(qiáng)，使三鍵上H質(zhì)子的共振信號(hào)移向較高的磁場(chǎng)區(qū)，其=23。 練習(xí)： 苯環(huán)上H質(zhì)子的共振信號(hào)應(yīng)出現(xiàn)在高場(chǎng)區(qū)還是低 場(chǎng)區(qū)？為什么？ 小結(jié)： 四、決定質(zhì)子數(shù)目的方法 吸收峰的峰面積，可用自動(dòng)積分儀對(duì)峰面積進(jìn)行自動(dòng)積分，畫出一個(gè)階梯式的積分曲線。 峰面積的大小與質(zhì)子數(shù)目成正比。 峰面積高度之比 = 質(zhì)子個(gè)數(shù)之比。 五、共振吸收峰（信號(hào)）的數(shù)目

22、 一個(gè)化合物究竟有幾組吸收峰，取決于分子中H核的化學(xué)環(huán)境。 有幾種不同類型的H核，就有幾組吸收峰。 例如： 低分辨率譜圖 六、自旋偶合與自旋裂分 在高分辨率核磁共振譜儀測(cè)定CH3CH2I 或CH3CH2OH時(shí)CH3和CH2的共振吸收峰都不是單峰，而是多重峰。 產(chǎn)生的原因： 相鄰的磁不等性H核自旋相互作用（即干擾）的結(jié)果。這種原子核之間的相互作用，叫做自旋偶合。由自旋偶合引起的譜線增多的現(xiàn)象，叫做自旋裂分。 偶合表示核的相互作用，裂分表示譜線增多的現(xiàn)象。 現(xiàn)以CH3CH2I為例，討論自旋偶合與自旋裂分作用： 首先，分析CH3上的氫（以Ha表示）： 它的鄰近CH2上有兩個(gè)H核（以Hb表示），Hb對(duì)

23、Ha的影響可表示如下： H核的自旋量子數(shù)I = 1/2，在磁場(chǎng)中可以有兩種取向，即： + 1/2（以表示）和 1/2（以表示） 這樣，Hb的自旋取向的排布方式就有以下幾種情況： 同理，也可畫出Ha對(duì)Hb的影響。 由此可見(jiàn)，裂分峰的數(shù)目有如下規(guī)律： 峰的數(shù)目 = n + 1 n：為相鄰H核的數(shù)目七、偶合常數(shù) 每組吸收峰內(nèi)各峰之間的距離，稱為偶合常數(shù)，以Jab表示。下標(biāo)ab表示相互偶合的磁不等性H核的種類。 偶合常數(shù)的單位用Hz表示。偶合常數(shù)的大小與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度、使用儀器的頻率無(wú)關(guān)。 值得注意的是： 自旋偶合與相互作用的兩個(gè)H核的相對(duì)位置有關(guān)，當(dāng)相隔單鍵數(shù)3時(shí)，可以發(fā)生自旋偶合，相隔三個(gè)以上單鍵，J值趨于0，即不發(fā)生偶合。 磁等性H核之間不發(fā)生自旋裂分。如CH3CH3只有一個(gè)單峰。 八、譜圖解析 1. 一張譜圖可以向我們提供關(guān)于有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的如下信息： 1. 由吸收峰的組數(shù)，可以判斷有幾種不同類型的H核； 2. 由峰的強(qiáng)度（峰面積或積分曲線高度），可以判斷各類H的相對(duì)數(shù)目； 3.由峰的裂分?jǐn)?shù)目，可以判斷相鄰H核的數(shù)目