氢核的化学位移

核磁共振氢谱(化学位移)核磁共振氢谱 (PMR或1HNMR)核磁共振技术是20世纪50年代中期开始应用于有机化学领域，并不断发展成为有机物结构分析的最有用的工具之一。

它可以解决有机领域中的以下问题：（1）结构测定或确定，一定条件下可测定构型和构象；（2）化合物的纯度检查；（3）混合物分析，主要信号不重叠时，可测定混合物中各组分的比例；（4）质子交换、单键旋转、环的转化等化学变化速度的测定及动力学研究。

NMR的优点是：能分析物质分子的空间构型；测定时不破坏样品；信息精密准确。

NMR通常与IR并用，与MS、UV及化学分析方法等配合解决有机物的结构问题，还广泛应用于生化、医学、石油、物理化学等方面的分析鉴定及对微观结构的研究。

一、基本概念核磁共振（简称为NMR）是指处于外磁场中的物质原子核系统受到相应频率（兆赫数量级的射频）的电磁波作用时，在其磁能级之间发生的共振跃迁现象。

检测电磁波被吸收的情况就可以得到核磁共振波谱。

因此，就本质而言，核磁共振波谱是物质与电磁波相互作用而产生的，属于吸收光谱（波谱）范畴。

根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构可以研究分子结构。

发展1．1946 年斯坦福大学的F. Bloch 和哈佛大学E.M .Purcell领导的两个研究组首次独立观察到核磁共振信号，由于该重要的科学发现，他们两人共同荣获1952 年诺贝尔物理奖。

NMR发展最初阶段的应用局限于物理学领域，主要用于测定原子核的磁矩等物理常数。

2．1950 年前后W .G. Proctor等发现处在不同化学环境的同种原子核有不同的共振频率，即化学位移。

接着又发现因相邻自旋核而引起的多重谱线，即自旋—自旋耦合，这一切开拓了NMR 在化学领域中的应用和发展。

3．20 世纪60 年代，计算机技术的发展使脉冲傅里叶变换核磁共振方法和谱仪得以实现和推广，引起了该领域的革命性进步。

随着NMR 和计算机的理论与技术不断发展并日趋成熟，NMR 无论在广度和深度方面均出现了新的飞跃性进展，具体表现在以下几方面：1）仪器向更高的磁场发展，以获得更高的灵敏度和分辨率，现己有300、400、500、600MHz，甚至1000MHz的超导NMR 谱仪；2）利用各种新的脉冲系列，发展了NMR 的理论和技术，在应用方面作了重要的开拓；3）提出并实现了二维核磁共振谱以及三维和多维核磁谱、多量子跃迁等NMR 测定新技术，在归属复杂分子的谱线方面非常有用。

各种的化学位移值经验计算方法及常见氢核的化学位移化学位移是核磁共振（NMR）技术中常用的参数之一，用于描述分子中的氢原子（或其他核）相对于参考物质（通常是三氯甲烷或二氯苯）的相对化学环境。

化学位移的数值通常以部分百万（ppm，常见的是ppm）表示。

计算化学位移值的经验方法有很多，下面我将介绍几种常见的方法：1. 基于Lewis结构：根据分子的Lewis结构推测氢原子的化学位移。

通常，带有电负性较大的原子和共价键上的卤素原子会导致周围氢原子的化学位移增加。

2.基于电子云环绕：根据分子中的电子云环绕情况预测化学位移。

共振的π电子云通常会导致化学位移减小，而孤对电子通常会导致化学位移增加。

3.基于环境效应：根据分子中邻近原子的类型和相对位置推测氢原子的化学位移。

例如，与电负性较大的原子相邻的氢原子通常具有较大的化学位移。

4.基于结构类似性：通过与已知结构类似的分子比较，推测分子中氢原子的化学位移。

这种方法通常适用于分子结构较为相似的情况。

常见氢核的化学位移值如下：1. 烷基氢（CH₂）的化学位移范围通常在0.8 ppm到2.5 ppm之间。

2. 烯基氢（CH）的化学位移范围通常在4.5 ppm到6.5 ppm之间。

3. 苯环上的氢原子（CH）的化学位移范围通常在7.0 ppm到8.5ppm之间。

4. 醇基氢（OH）的化学位移范围通常在1.5 ppm到5.0 ppm之间。

5. 胺基氢（NH）的化学位移范围通常在1.5 ppm到3.5 ppm之间。

化学位移是核磁共振技术中一个重要的参数，可以为化学结构和分子环境提供有用的信息。

通过了解各种氢核的化学位移值范围及其计算方法，可以更好地应用核磁共振技术进行分子结构和化学分析。

化学位移计算公式化学位移是描述化学反应中原子相对于其他原子的位置变化的参数，常用于研究化学反应的速率和反应机理。

在化学反应中，位移可以通过观察分子中化学键的变化来确定。

化学位移的计算公式可以根据化学反应的类型和分子的结构来确定。

以下是几种常见的化学位移计算公式的详细介绍。

1.氢核磁共振（NMR）化学位移氢核磁共振（NMR）是一种广泛应用于化学和生物化学研究的技术。

在氢核磁共振谱中，化学位移通常用化学位移差（δ）的形式表示，单位为ppm（parts per million）。

计算公式如下：δ=(v-v0)/νr其中，δ为化学位移差，v为峰的共振频率，v0为参考化合物（通常是四甲基硅烷，TMS）的共振频率，νr为仪器的扫描频率。

2. 紫外可见（UV-Vis）吸收光谱化学位移紫外可见吸收光谱是一种研究物质吸收特性的方法。

在UV-Vis吸收光谱中，化学位移通常用峰的位置（λ）的变化表示，单位为纳米（nm）。

计算公式如下：λ=λ0-Δλ其中，λ为吸收峰的位置，λ0为参考化合物的吸收峰位置，Δλ为λ相对于λ0的偏移量。

3.红外光谱化学位移红外光谱是一种用于研究化学物质中的键的震动和振动状态的方法。

在红外光谱中，化学位移通常用波数（ν）的变化表示，单位为cm-1、计算公式如下：ν=ν0±Δν其中，ν为吸收峰的波数，ν0为参考化合物的波数，Δν为ν相对于ν0的偏移量。

正负号表示吸收或发射光谱。

以上是几种常见的化学位移计算公式，不同类型的化学反应需要使用不同的公式来计算化学位移。

化学位移的计算可以提供关于化学反应机制和反应速率的重要信息，对于理解和设计化学反应具有重要意义。

各种的化学位移值经验计算方法及常见氢核的化学位移化学位移是一种用来描述核磁共振谱中化学环境对核磁共振信号位置的影响的物理量。

它通常由质子或碳-13核的共振频率与参考化合物的共振频率之差表示。

在核磁共振光谱中，化学位移值常用以表示分子内部不同环境对核磁共振信号的影响程度。

不同的原子在不同的化学环境中的化学位移值是不同的，可以通过实验测定或计算方法来获得。

一、实验测定方法：1.经验计算法：根据化学位移-结构关系的经验规律，通过对已知化合物的化学位移进行理论计算，用于预测未知化合物的化学位移。

经验计算方法主要包括加和法、平均法和功能群法，其中最常用的就是加和法和平均法。

-加和法：通过将各个官能团的官能团位移值进行加和，即将各个官能团的贡献值相加得到整个化合物的化学位移值。

-平均法：通过将一个官能团上的官能团位移值与相同官能团的其他分子的官能团位移值进行比较，取平均值得到该官能团的化学位移值。

2.核磁共振实验：通过实验测定未知化合物的核磁共振光谱，确定化学位移值。

-高分辨率核磁共振光谱：使用高分辨率核磁共振仪器对未知化合物进行测定，根据峰的位置与标准物质的峰位置进行对比，计算得到化学位移值。

-核磁共振差谱：通过对比两个样品的核磁共振光谱，找出两个样品之间差异的峰信号，通过对差谱的质子峰进行解析，可以得到未知化合物中质子的化学位移值。

二、常见氢核的化学位移：1. 甲基（-CH3）：通常位于0.8-1.2 ppm之间。

2. 亚甲基（-CH2-）：通常位于1.2-2.0 ppm之间。

3. 亚甲（-CH）：通常位于2.0-2.5 ppm之间。

4. 醇羟基（-OH）：通常位于2.5-4.0 ppm之间。

5. 脂肪酸（-CH2-COOH）：通常位于2.5-3.5 ppm之间。

6. 脂肪醛（-CHO）：通常位于9-10 ppm之间。

7. 芳香骨架上的氢（Ar-H）：通常位于6.5-8.5 ppm之间。

8. 酮羰基（C=O）附近的氢：通常位于2-3 ppm之间。