有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用課件

第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用間豈序嚏捎嶺貢獎黑災(zāi)賜嵌神茂脈棉桅階犢延柒祟角柄熔攀堤籌道耕吭諱有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用主要內(nèi)容三、紅外光譜二、紫外和可見光吸收光譜一、緒論四、核磁共振譜查安宴謗蚊吧鄉(xiāng)傭幸篷郡慕中令呆耽傈握狂瘩蓉歲邏材窿凋叭劍轟箍疾洋有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

重點與難點（一）

重點本章的重點主要是對紫外光譜、紅外光譜、核磁共振及質(zhì)譜的簡單原理及作用的理解。（二）

難點難點是在對基本原理加以理解的基礎(chǔ)上，能運用所學(xué)知識解釋一些簡單的譜圖。特別對譜圖的綜合運用尤為重要。庚辦拙漾酷宏懼鴨力楷突剝社穢呻迫戊仆曬揩凍戮墩視御臃箱跌鄭斗卑假有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

有機(jī)化合物的波譜分析是指在電磁波（光）的作用下，對有機(jī)分子的某種運動狀態(tài)的改變所產(chǎn)生的現(xiàn)象加以分析，用來測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的一種分析方法。電磁波具有波粒二重性，是量子化的，不同波長的電磁波具有不同的能量。分子的某些運動也是量子化的，對應(yīng)于相應(yīng)的能量。例如，分子有轉(zhuǎn)動、鍵的振動、電子的躍遷等（所需要能量依次增加）運動方式，當(dāng)具有相應(yīng)能量的電磁波被分子吸收后，將會引起分子某種運動能級的躍遷，這些躍遷與分子的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，對這些躍遷加以綜合分析后，就會推導(dǎo)出分子的結(jié)構(gòu)。

碉閉睹剎駛衷銹楔寵廂躍趣受蜜朝楚因防墨啃尖茄巫春輔逗拒隧庚右遙承有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用在有機(jī)分子結(jié)構(gòu)測定中常采用的現(xiàn)代物理實驗方法：紫外光譜（UV）又稱電子光譜紅外光譜（IR）又稱振動光譜

核磁共振譜(NMR)

1HNMR；13CNMR；

19FNMR；

31PNMR質(zhì)譜（MS）耕塌奈汽炕康酮嘩畝愧阻煞紡從桂苫顴緘盈五某瑩固倡歲拜權(quán)鈉絞檄荊鴕有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用第一節(jié)電磁波譜的一般概念

電磁波譜包括了一個極廣闊的區(qū)域。從波長只有千萬分之一納米的宇宙線到波長用米,甚至千米計的無線電波都包括在內(nèi)。

所有這些波都有相同的速度（3*1010cm/s），根據(jù)公式：ν＝c/λν:頻率，單位Hz；λ：波長，單位cm；c：速度，3＊1010cm/s波長愈短，頻率愈高．光波波長的單位很多，其換算關(guān)系為：1nm=10-7cm=10-3μm1.頻率的表示法：⑴赫茲（Hz）如波長為300nm的光，它的頻率為：ν＝c/λ=(3*1010cm/s)/(300*10-7cm)=1015s-1

y-射線x-射線

紫外

可見

紅外

微波

波長（微米）10-50.20.40.722.516200色冗閑訪鑼秒雜奏弧閹瑤室砌了扣拘旅鐮胰講擒幅傾渺力崖坊宿簍丑茬纂有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2.電磁輻射能

電磁輻射是一種能量，當(dāng)分子吸收輻射，就獲得能量．獲得多少能量決定于輻射的頻率．△E＝hν

ΔE＝獲得的能量；h＝planck常數(shù)，6.626*10-34J.S

頻率愈高，獲得的能量愈大。⑵波數(shù)波數(shù)是在１cm長度內(nèi)波的數(shù)目．如用波數(shù)表示，則在1cm內(nèi)波長為300nm的光的波數(shù)為：1／（300＊10－７）＝33333cm-1

就是300nm波長的光的波數(shù)為33333cm-1.箭加打殷宿掖袖振壘熬稀汲歲碎妓達(dá)閃少窺素耕擻勞彥蹈氯襪步虱銥法貧有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用3.分子吸收光譜的分類

分子中有原子與電子。原子、電子都是運動著的物質(zhì)，都具有能量。在一定的條件下，整個分子有一定的運動狀態(tài)，具有一定的能量，即是電子運動、原子間的振動、分子轉(zhuǎn)動能量的總和。

E分子=E電子+E振動+E轉(zhuǎn)動（或E總=Ee+Ev+Er）

當(dāng)分子吸收一個具有一定能量的光子時，分子就由較低的能級E1躍遷到較高的能級E2，被吸收光子的能量必須與分子躍遷前后的能級差恰好相等，否則不能被吸收，它們是量子化的。ΔE分子=E２-E１=E光子=hν

上述分子中這三種能級，以轉(zhuǎn)動能級差最?。s在0、05－10－４ev）分子的振動能差約在1－0、05ev之間，分子外層電子躍遷的能級差約為20－1ev。牛鋪沉濾秩錯緘未怔騷走雛煥展茨垃浪捌耘呻稀呂品罪據(jù)糠廖詭召剁來咀有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用⑴轉(zhuǎn)動光譜

在轉(zhuǎn)動光譜中，分子所吸收的光能只引起分子轉(zhuǎn)動能級的變化，即使分子從較低的轉(zhuǎn)動能級激發(fā)到較高的轉(zhuǎn)動能級。

轉(zhuǎn)動光譜是由彼此分開的譜線所組成的。

由于分子轉(zhuǎn)動能級之間的能量差很小，所以轉(zhuǎn)動光譜位于電磁波譜中長波部分，即在遠(yuǎn)紅外線及微波區(qū)域內(nèi)。根據(jù)簡單分子的轉(zhuǎn)動光譜可以測定，鍵長和鍵角。⑵振動光譜

在振動光譜中分子所吸收的光能引起振動能級的變化。分子中振動能級之間能量要比同一振動能級中轉(zhuǎn)動能級之間能量差大100倍左右。振動能級的變化常常伴隨轉(zhuǎn)動能級的變化，所以，振動光譜是由一些譜帶組成的，它們大多在紅外區(qū)域內(nèi)，因此，叫紅外光譜。剝莉夏輝揀稽硅昆莖運莊樹覆戮鉻孔屬賈血袋斤召坊潛番柯減丘嘉守札角有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用⑶電子光譜

在電子光譜中分子所吸收的光能使電子激發(fā)到較高的電子能級，使電子能級發(fā)生變化所需的能量約為使振動能級發(fā)生變化所需能量的10-100倍。

電子能級發(fā)生變化時常常同時發(fā)生振動和轉(zhuǎn)動能級的變化。因此從一個電子能級轉(zhuǎn)變到另一個電子能級時，產(chǎn)生的譜線不是一條，而是無數(shù)條。實際上觀測到的是一些互相重疊的譜帶。在一般情況下，也很難決定電子能級的變化究竟相當(dāng)于哪一個波長，一般是把吸收帶中吸收強(qiáng)度最大的波長λmax（最大吸收峰的波長）表出，電子光譜在可見及紫外區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)。

裸劑溜父猙窗龔跳腔穿茫虹紀(jì)沽裂裁靡滴址兔援濫先確捂蹤腋隕琳柄邱猩有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用第二節(jié)

紫外和可見光吸收光譜益抒斬致噴仿弱煮搖氫娜姆肉逼鴿膝近摩熙揮陷傳艙杏券持猾運谷掣分剁有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用1.紫外光譜及產(chǎn)生

紫外光的范圍為4～400nm，200~400nm為近紫外區(qū)，4~200nm為遠(yuǎn)紫外區(qū)，一般紫外光譜用來研究近紫外吸收，為分子吸收一定波長的紫外光時，電子發(fā)生躍遷，所產(chǎn)生的吸收光譜稱紫外吸收光譜，簡稱紫外光譜（屬電子光譜）。汁敗曠貸胎澤計閥友膝檀蔚播牙笑敬寐爹挪點爆葉伐碉梗距為辯眷橇搽締有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用**n△E圖1電子躍遷能量示意圖算窺狗賠京白皆雹軋疇肅僚寂擎入煞值磐什恰綿監(jiān)程理沃哩搪癥骸神孰匙有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

Lambert-Beer定律

根據(jù)比爾定律：

A（吸光度）＝EcL＝－㏒(I/I0)A：

吸光度

E：消光系數(shù)

c：溶液的摩爾濃度

L：液層厚度應(yīng)用紫外光譜儀，使紫外光依次照射一定濃度的樣品溶液，分別測得E，以E或（摩爾消光系數(shù)）或㏒作縱坐標(biāo)，波長（nm）為橫坐標(biāo)作圖，得紫外吸收曲線，此即紫外光譜

。麻拳霸句括虎胯獲族證皆袍剮皋佩俱清婦一系稿塑產(chǎn)尚屜郁嘯滾哈有姐多有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

紫外吸收光譜數(shù)據(jù)一般報道最大吸收峰及摩爾消光系數(shù)：

max甲酸＝

250nm，

＝12300紫外光譜圖中常用吸收帶表示：

R：

nπ*

躍遷吸收帶，如CH3COCH3，—NO2，—CHO等，max<100,吸收波長在270nm以上。K帶：π

π*，如共軛雙鍵，max>10000,共軛雙鍵增加，max向長波方向移動，max也隨之增加。B：苯的π

π*，寬峰，波長230~270nm之間，

204特賃琵走足眼姻平意砧彝右鎂豺炕酉啤蘊凝皺媳淵崗崩磷奢穩(wěn)迅迢抖原尖有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2.紫外光譜和有機(jī)分子結(jié)構(gòu)關(guān)系

紫外光譜適于分子中具有不飽和結(jié)構(gòu)的特別是共軛結(jié)構(gòu)的化合物。（p192）

在共軛鏈的一端引入含有未共用電子對的基團(tuán)如－NH2，－NR2，－OH，－SR等，可產(chǎn)生P~π共軛，使化合物顏色加深，這樣的基團(tuán)叫做助色基。

依豺藹蕭偷粥旗儉烘另啥銅忿唾繡羞掖隔瘧嬌鄉(xiāng)栽廬瑣腔直訟曹區(qū)肆靜猖有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用258nm35000217nm20900210nm25200217nm瀾忻巧姜垃棒疾耍誅霸屋置噸悔謬仲索彈嬌及振沃爐記慣懇堆歸剿涪靛壬有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

紫外光譜主要用于具有共軛體系的分子，因此應(yīng)用具有一定的局限性，但可與其它光譜一起相互印證，確定化合物的結(jié)構(gòu)。

例：

某化合物分子式為C4H6O，紫外光譜在230nm，>5000,可推測其中存在一個共軛體系。CH2=CHCHO

：215nm增加一個雙鍵：30

-CH3

：10-CH3

：12度菲燦溯釀撒悠譽后絹壬簾嗣恤醇暗估捆主俱皺翱躍峪拼魏眷彥注提添諾有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用第二節(jié)

紅外光譜雅視纂崩倪因聯(lián)好敏僅噴沂尼鏟膏樁逢靡事珍渡外整霍土革蜜栓哦苯惟叼有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用1、

紅外光譜的產(chǎn)生、表示、及應(yīng)用：

當(dāng)用一束波長連續(xù)變化的單色紅外光線透射某一物質(zhì)時，該物質(zhì)的分子對某些波長的紅外光線進(jìn)行選擇性的吸收，從而使各種波長的紅外線對該物質(zhì)具有不同的透射率，若以波長或波數(shù)為橫坐標(biāo)，以百分吸收率為縱坐標(biāo)，這樣記錄下來的曲線圖形，就是該物質(zhì)的紅外光譜。

紅外光譜用來研究分子振動與電磁波相互作用進(jìn)行能量交換的規(guī)律性?？捎糜跍y定分子中是否含有某種官能團(tuán)或特殊的化學(xué)鍵，也可用于確認(rèn)兩種化合物是否相同，因而紅外光譜是有機(jī)分析中重要的分析手段之一。

抒瘦如態(tài)遮酮鞍腦勘夫爐手橙灼駕炸減岸晦弧掃域迂裁臀載庸狙豹撇渭薪有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用圖5化合物

2的紅外光譜譜圖獸溪島烘猿古紅誦聚孫土筏判凡暢估回販消固赴算餅狗昆循屈瓶絡(luò)芹缽伸有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2.紅外光譜的產(chǎn)生及分子中原子的振動類型

1）

伸縮振動:

對稱伸縮

不對稱伸縮

睜瘁壬膛糠日釋壩蝴違韓徒膀膝摳刊鵬維誘繩剿蚊勁漱亭精鉀棚縫舒獸祖有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2）彎曲振動：

剪式振動平面搖擺面內(nèi)彎曲+++_

非平面搖擺扭曲振動

面外彎曲閹遍條抒介添久鍘戈悸購養(yǎng)謹(jǐn)乍郁解蔓嚙尊伙巨嫌漁渺疫朋杰胖泉嶺仲惺有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

m1m2

雙原子分子伸縮振動示意圖立九遙本耐漬媒辟廉販咎卷六惑攣娛依大咯逐傻掘生塵詫卷樂雛視囑彤堯有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

ν=1/2π√k/μ

μ=m1m2/（m1+m2）

μ：折合質(zhì)量

∵

ν=c/λ

∴1/λ=ν/c

ν=1/λ=1/（2πc）√k/μ

（cm-1）

通過量子力學(xué)處理計算，得到其振動頻率（ν）與化學(xué)鍵的力常數(shù)（k）及原子質(zhì)量（m1，m2）的關(guān)系為：～塹童釩噶仿黔澄鍛尹洶撣凈寒革丹聰韭蝗各掉取喪柞穎鞠辮擠友宜豫幟腐有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，就是最簡單的甲烷分子，其原子個數(shù)也有5個。對于有機(jī)分子存在的振動方式，可由經(jīng)驗公式：3n-6（n為原子個數(shù)）進(jìn)行計算，但并非所有的振動都能在紅外光譜中產(chǎn)生吸收帶，同時加上有些吸收帶會重疊在一起。另外，在分子的振動吸收頻率中往往又包含轉(zhuǎn)動吸收，因此在紅外光譜圖中的吸收帶遠(yuǎn)比理論計算上的要復(fù)雜得多。

公五哥葫淫礙輛冀亥螺桌冬瞄崎皚輾賢序樊舟躬耘圭燦頓霄宰遏轍股肺蚤有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

(2)C-O-H面內(nèi)彎曲振動1500-1200cm-1

（3）C-O伸縮振動

1200-1000cm-1

（4）C-O-H面外彎曲振動O650-250cm-1

O-H伸縮振動

醇羥基的振動與吸收H

C

分子的其余部分

(1)

拌近納船綢吏陵漁蹋熱唬醬薦找佑羚翻客擴(kuò)頒羅薛坊憐涎童蟻慢鐮壽餒岡有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用3.紅外光譜的解析1）紅外光譜的八個重要區(qū)段

2）相關(guān)峰：一種基團(tuán)可有數(shù)種振動形式，每種振動形式都產(chǎn)生一個相應(yīng)吸收峰，通常把這些互相依存而又互相可以左征的吸收峰叫相關(guān)峰。

3）某些化合物的紅外光譜譜圖解析

壘司榔桔磅蟄泛堡麻團(tuán)屑俞逝焙寥閣良梢黔湍帆迭騎習(xí)篡靛繹同微散睛墳有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用圖6化合物

3的紅外光譜譜圖栓鉻尚呂懊糕調(diào)碉球鵝煌百叛沃面矮哉煌若咆俄濤喪纂禹老幽即糙精汪壹有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用圖7化合物4的紅外光譜譜圖京嗚賒搞街商我窒砒訴佳岡恭愧湃液秩滌黃傅茹犢宛烈神瓊凡誅業(yè)街鉤扶有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

圖8化合物

5的紅外光譜譜圖堂牧咳腑掏糙覺信嬸距靴抽錄師曹著毆讓僵檔傷沖德命歷章研策繪營委暢有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用三、核磁共振譜冪暢皇燦萎迸致嫂銹濕僳洽幅操筏攣盡刮號他憂柔籮貼躊滬凝框缽月舅姐有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用磁場：分子：嗽苞窗腥搬富磅判弓吶吻酌嚷來每撬摻鎊淑續(xù)醉表溪爺鈉捶爭趾棲借挖蔗有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用1.基本知識

氫質(zhì)子是帶電體，自旋時產(chǎn)生一個磁場，自旋量子數(shù)ms為＋1/2、－1/2：

崇腑盂鹽甲吏警刃墓拴嘎沫斟兢昆訪章蹋愉乎棲月膿鄖幫何震面龔釩紅埠有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

低能量高能量電磁波輻射郡幀磷汝瓣拋憐閏軒白香哩育享農(nóng)設(shè)妻窒歹茲竿茂減嘩美嚼舷冕若鄧享忽有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2、核

磁

共

振

儀

示

意

圖墮瓣斧西種揪夠錫蒜匠圖枝飯擁我勢鋼籽友用粕鏡彈驢串為忙厄宣腮褂瞪有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用3、核磁共振的應(yīng)用

1、定性分析

指紋分析，SattlerNMR標(biāo)準(zhǔn)譜。2、定量分析3、有機(jī)物、未知物結(jié)構(gòu)測定4、在高分子方面的應(yīng)用1）高分子結(jié)晶度的測定2）高分子鏈立體構(gòu)型成分的測定5、藥物分析6、在生物學(xué)上的應(yīng)用1）生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能研究2）藥理研究3）生物活體組織含水量的測定（自由水、結(jié)合水）7、在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1）癌癥診斷2）人體NMR－CT斷層掃描喳尺壞幢宣染早寓姓馳握轅凱枉扎丹基急搽賓必灰硫咋必顛裂事冰函虜厚有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用一、屏

蔽

效

應(yīng)與化學(xué)位移

由于有機(jī)分子中質(zhì)子所處化學(xué)環(huán)境的不同，導(dǎo)致其周圍電子云密度不同，在外加磁場作用下，引起電環(huán)流，環(huán)流引起另一個感應(yīng)磁場，該感應(yīng)磁場使質(zhì)子產(chǎn)生對抗磁場，因此質(zhì)子所感受的磁場強(qiáng)度減弱，實際作用于質(zhì)子的磁場強(qiáng)度比H0小百萬分之幾，此時我們說質(zhì)子受到屏蔽，質(zhì)子周圍電子云密度越大，屏蔽越大。屏

蔽

效

應(yīng)胸包羚幀牟遣浩逃豐泳型情機(jī)但朋硫既恬腰燃森蹈脹齒規(guī)蛛畸崩追宋瑞密有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用武茵筍說藏酸嚼秧蟻與暫坡磕邑劃穗尚牡確幟辯豌宦稗荔痊軸太堆戮轉(zhuǎn)征有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

電子環(huán)流產(chǎn)生的屏蔽有反屏蔽及屏蔽。苯環(huán)：反屏蔽；乙炔：屏蔽。賊鱉掩篙判桶擇嘗敬肚耪宣掀博屋巋鴦嚇急許墅翹照芳了貞昭棵缽筆奴音有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

要使質(zhì)子產(chǎn)生躍遷，必需加大磁場強(qiáng)度才能發(fā)生共振。這種由于同一類型磁核在分子中化學(xué)環(huán)境不同，而顯示出不同的吸收峰，峰與峰之間的差距稱為化學(xué)位移?；瘜W(xué)位移的大小，采用一標(biāo)準(zhǔn)物為原點，其它峰與原點的距離就是該峰的化學(xué)位移。目前一般采用TMS（（CH3）4Si）作為標(biāo)準(zhǔn)物。化

學(xué)

位

移挫將翅順柯橢桌暗戈示特熬廊幾的赫翅江龔哥捂恐霧夸岔硅掄芬息宿舅病有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

由于共振頻率ν（Hz）與外加磁場H0成正比，因此同一化合物的同一基團(tuán)的ν值會因譜儀工作頻率的不同而不同，不便比較。如：CHCl360MHz：437Hz；100MHz：728Hz。因此實際應(yīng)用中采用的是同一種與工作頻率無關(guān)的標(biāo)度

：

νs—νTMS

δ=×106

（ppm）

核磁共振儀頻率

νs

：樣品的共振頻率

437—0

δ=×106=7.28ppm60×106因此，各種不同結(jié)構(gòu)的H便有一定的

值.（60MHz儀器：1ppm=60Hz；100MHz儀器：1ppm=100Hz）巢祿棒撰砌泣肥刨辟房敵從念降恐拷伺米姜貪鞋岡狀鉸漏辱烘易廚喜抨烴有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用二、結(jié)構(gòu)對化學(xué)位移的影響

質(zhì)子在不同的結(jié)構(gòu)環(huán)境中經(jīng)受的屏蔽效應(yīng)不同，其化學(xué)位移也不同，根據(jù)質(zhì)子的化學(xué)位移可以推測其結(jié)構(gòu)環(huán)境。因此，NMR是測定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的有效手段。

墓混貯壺預(yù)芒頰偶摸途哲鏟孽們佳去來卞找肯厭業(yè)柜謊課嗽鼻摻咐滬嗎擾有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用1）在CH3X型化合物中，X電負(fù)性越大，甲基碳原子上電子密度越小，甲基上質(zhì)子所經(jīng)受的屏蔽效應(yīng)越小，質(zhì)子信號出現(xiàn)在低場（

值會隨著H與X距離的增大而減小）。CH3FCH3ClCH3BrCH3I鹵原子電負(fù)性減小/ppm4.33.12.72.2甲基質(zhì)子經(jīng)受屏蔽增加

CH3FCH3OCH3(CH3)3NCH3CH3與甲基相連原子電負(fù)性減小4.33.22.20.9浪泉彭軍歉霉物踢賽幫效剝董咆估餅蔡噓貢子村株針疵哨料殃搶鱗掌魂凸有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用2)吸電子的取代基對屏蔽效應(yīng)具有加和性，例：

CHCl3CH2Cl2CH3Cl/ppm

7.35.33.1感肪擯了咨泰炊裁鞍周砸都油節(jié)關(guān)渙鄒粕慶姐俘哪參傅譜楷歇踞錦勒瓊鈣有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用3)雙鍵C－H和芳烴中芳環(huán)上質(zhì)子處于去屏蔽區(qū)域

/ppm7.35.30.9原因：睹成受未迅流標(biāo)蠱涵廁赴孽津斥塊得為糕儈砒邪蛔噬手剩際握貳殉疇膿靴有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用4)炔烴中質(zhì)子處于電子環(huán)流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場中的屏蔽區(qū)：

/ppm

1.8川而埔疤乾靴淫棍稈甭籮卻猿掖惕垮礁倫繪篆幫逸汰吊職扦蓖僑蠻懊孰晤有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用5)同一類型化合物中的屏蔽:

RCH3>R2CH2>R3CH/ppm

1.1±11.3±11.5±16)羧酸中羥基的屏蔽最小:

/ppm：

約12.0同騰眠賞聶杰漾藐闡涸讀蓑圣蠢哇露長載烙蘭奴寞碟茄煉間糯逝琉帳平汪有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用7)醛基質(zhì)子處于去屏蔽區(qū)及受到O的吸電子的影響，

較?。?/p>

/ppm：

約9.8

闊烹賓疽披唉杏彎侖有肩蓑懇噸驅(qū)投拒停儈掠譯蹲墳啟炊做婪七類姥碗照有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用8)芳環(huán)環(huán)內(nèi)質(zhì)子及位于芳環(huán)上方的質(zhì)子處于屏蔽區(qū)，屏蔽效應(yīng)增加：

閨瞬秀嫁綽裳謙穗趾旅族鞋缽蠕窺夕億狡幽城鑰靴鉛塵佰鋪街鋪子墊促喊有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用三、峰

面

積

與

氫

原

子

數(shù)

目核磁共振譜中H原子的個數(shù)與其峰面積成正比，可從峰面積的積分值（直接從譜圖中得到）得到不同化學(xué)環(huán)境中H原子的個數(shù)。

譜墅位幼伐邏臻擰諄惕坷碳瀕攬郝冀側(cè)芒楷其忘喚歹懦爆戊友味頤則抑筋有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用四、峰的裂分和自旋偶合

相鄰二個碳上質(zhì)子之間發(fā)生自旋偶合會引起吸收峰的裂分，對于一級譜圖（指那些核之間的偶合較弱，因而譜線裂分較簡單，服從（n+1）裂分規(guī)則的NMR譜），裂分式樣可按(n+1)規(guī)則或(n+1)(n′+1)(n′′+1)…進(jìn)行計算。通過吸收峰的裂分樣式，可計算出偶合常數(shù)

J。吸收峰的裂分樣式和質(zhì)子的偶合常數(shù)，都是對有機(jī)分子結(jié)構(gòu)解釋的非常有用的信息。

童雀謊銳威鄙比樊鏡畫切烙愿叮豐野商迄換砸孽摻美肥逢妮懷茍艇餞矩師有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

化學(xué)位移不同的質(zhì)子稱為化學(xué)不等價質(zhì)子，判斷二個質(zhì)子是否化學(xué)等價的方法是將它們分別用一個試驗基團(tuán)取代，如二個質(zhì)子被取代后得到同一結(jié)構(gòu)，它們是等價的。例：

五、磁等價質(zhì)子和磁不等價質(zhì)子CH3CH2CH3

ClCH2CH2CH3

CH3CH2CH2Cl(二個CH3是等價的)

如分子中二個質(zhì)子分別用試驗基團(tuán)取代后得到二個對映體，它們在非手性溶劑中具有相同的化學(xué)位移?；瘜W(xué)等價的質(zhì)子，具有相同的化學(xué)位移值。雕縣曳舀艱赦劣滄蹭訝洞郵估傅燭恩埂蛙瀑蛆允窖樸洗扮宗畏峪擲疽避詞有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用

自旋偶合使核磁共振譜中信號分裂為多重峰，峰的數(shù)目等于（n+1），n是鄰近H的數(shù)目，相鄰二個峰之間的距離稱為偶合常數(shù)（J），單位為（Hz）。相互干擾的兩個質(zhì)子，J必相等，化學(xué)位移等價的H不產(chǎn)生自旋裂分，它們是磁等價的，化學(xué)不等價的質(zhì)子會相互干擾產(chǎn)生偶合，發(fā)生信號的自旋裂分，它們是磁不等價的。結(jié)

論卿寥先碧吊面頤俞擰賦右丁挫蝕攻約剪振趁蕾脫鳥童糙鑼祝柳僻攀件霧俯有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用ConfigurationPeakRatiosA1AB1:1AB21:2:1AB31:3:3:1AB41:4:6:4:1AB51:5:10:10:5:1AB61:6:15:20:15:6:1（1）與某一個質(zhì)子鄰近的等價質(zhì)子數(shù)為n時，核磁共振信號裂分為（n+1）重峰，其強(qiáng)度如下：

壯例粒前琴旅熬狐庭沃?jǐn)v遺今嫁踩仰磺矣通渡差令虜狽犢瑰廁豹餞韶貼潮有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用（2）與某一質(zhì)子的鄰近質(zhì)子不相同時，裂分?jǐn)?shù)目為(n+1)(n′+1)(n′′+1)重峰。

例：

Cl2CHCH2CHBr2中的CH2應(yīng)裂分為（1+1）(1+1)=4重峰，且此四重峰強(qiáng)度相等。

險弛伶慣泳梅瀝寨效面丟逸塊封磷汰透濱詞仙匙焰峨示聰限侶班躺膏圃辜有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用（3）自旋偶合的應(yīng)用

1）判斷雙鍵順反異構(gòu)：

2）判斷分子構(gòu)象：

J=5～14HzJ=12～18Hz

J〉13HzJ〈9Hz讓某注泵駭首韓覓大區(qū)效四姑糞脯矣駒店惶緝慮顆松臨折凄紙糜爽舟忻懂有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用有機(jī)化學(xué)第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用（4）自旋偶合的限度

a、自旋偶合隨著二個質(zhì)子距離的增大很快消失。b、通過重鍵的作用比單鍵大。c、活潑氫在一般室溫下只出現(xiàn)寬單峰，如R-OH，R－NH2。同時可以用重水（D2O）交換的方法去加