各种的化学位移值经验计算方法及常见氢核的化学位移

氢核的化学位移13.5.3.1电子屏蔽效应在外磁场B0中，氢核外围电子在与外磁场垂直的平面上绕核旋转时，将产生一个与外磁场相对抗的感生磁场，其结果对于氢核来说，相当于产生了一种削弱外磁场的屏蔽，13-39所示。

这种现象叫作电子屏蔽效应。

感生磁场的大小与外磁场的强度成正比，用σB0表示。

其中σ叫作屏蔽常数，它反映了屏蔽效应的大小，其数值取决于氢核周围电子云密度的大小，而电子云密度的大小又和氢核的化学环境，即与之相邻的原子或原子团的亲电能力、化学键的类型等因素有关。

氢核外围电子云密度越大，σ就越大，σB0也越大，氢核实际感触到的有效磁场Beff就越弱，即有图13-39 氢核的电子屏蔽效应 Beff=B0-σB0＝(1-σ)B0 假如考虑屏蔽效应的影响，欲实现核磁共振，则有所以实现核磁共振的条件应为：通常采纳固定射频v，并缓慢转变外磁场B0强度的办法来满足上式。

此时v、γ均为常数,所以产生共振汲取的场强B0的大小仅仅取决于，的大小。

化合物中各种类型氢核的化学环境不同，核外电子云密度就不同，屏蔽常数σ也将不同，在同一频率v的照耀下,引起共振所需要的外磁场强度也是不同的。

这样一来，不同化学环境中氢核的共振汲取峰将浮现在NMR波谱的不同磁场强度的位置上。

如上所述，当用同一射频照耀样品时，样品分子中处于不同化学环境的同种原子的磁性核所产生的共振峰将浮现在不同磁场强度的区域，这种共振峰位置的差异叫作化学位移。

在实际工作中，要精确测定磁场强度比较棘手，因此常将待测磁性核共振峰所在的场强Bs和某标准物质磁性核共振峰所在的场强Br举行比较，用这个相对距离表示化学位移，并用δ代表：因为磁场强度与射频频率成正比，而测定和表示磁性核的汲取频率比较便利，故有在NMR 中，射频普通固定，如240 MHz, 600 MHz等，样品和标准氢核的汲取频率虽然有差异，但都在射频频率v 附近变幻，相差仅约万分之一。

为了使δ的数值易于读写，可改写为： 13.5.3.2影响氢核化学位移的因素影响化学位移的因素无数，主要有诱导效应、磁各向异性效应、第1页共3页。

各种氢的化学位移一、正常氢（H）正常氢（H）是最简单的元素，只含有一个质子和一个电子。

正常氢的化学位移为0 ppm。

正常氢在核磁共振（NMR）技术中被用作参照物，作为其他核磁共振信号的参考。

二、重氢（D）重氢（D）是氢的同位素，它的原子核中除了一个质子外还有一个中子。

由于额外的中子，重氢的质量比正常氢大约是两倍。

重氢的化学位移与正常氢相比略有不同，通常为4.5 ppm。

这是因为重氢的质量更大，原子核周围的电子云受到不同程度的屏蔽。

三、氚（T）氚（T）是氢的另一个同位素，它的原子核中有一个质子和两个中子。

氚是一种放射性同位素，它的化学位移与正常氢和重氢有明显的差异。

氚的化学位移通常在-10至-30 ppm之间，这是由于氚原子核周围的电子云与其他氢同位素有不同的相互作用。

四、氘（2H）氘（2H）是氢的另一种同位素，它的原子核中有一个质子和一个中子。

氘与重氢是同一种同位素，因此它们具有相似的化学位移。

氘的化学位移通常为4-5 ppm，与重氢相比略有偏移。

五、三氢（3H）三氢（3H）是氢的同位素，它的原子核中有一个质子和两个中子。

三氢是一种放射性同位素，它的化学位移与其他氢同位素有很大的差异。

三氢的化学位移通常在-40至-90 ppm之间，这是由于三氢原子核周围的电子云与其他氢同位素有不同的相互作用。

六、超氢（H+）超氢（H+）是氢的正离子形式，失去了一个电子。

由于失去了电子，超氢的化学位移通常在10 ppm以上。

超氢在化学反应中具有重要的作用，可以作为酸性物质和催化剂。

各种氢同位素具有不同的化学位移，这是由于原子核周围的电子云与其他原子核的相互作用不同所致。

了解和研究氢的化学位移对于理解分子结构和化学反应机制至关重要。

核磁共振技术的发展使得我们能够准确测定不同氢同位素的化学位移，为化学和生物学研究提供了重要的工具。

化学位移值计算公式化学位移值（Chemical Shift）可是化学中一个相当重要的概念呢！它在核磁共振（NMR）光谱分析中扮演着关键角色。

那化学位移值的计算公式到底是怎么一回事呢？化学位移值的计算公式通常表示为：δ = （观测频率 - 参考频率）/ 共振频率。

这个公式看起来简单，可里面的门道儿不少。

为了让大家更好地理解这个公式，我给大家讲讲我曾经在课堂上的一个小经历。

有一次，我在给学生们讲解化学位移值的计算时，有个学生一脸迷茫地问我：“老师，这公式到底怎么用啊？感觉好抽象！”我笑了笑，拿出事先准备好的一个简单的有机分子结构模型，指着其中的不同原子说：“同学们，咱们就拿这个分子来说。

假设我们要研究其中氢原子的化学位移值。

首先，我们得确定参考频率，一般常用的是四甲基硅烷（TMS）的共振频率作为参考。

然后，通过实验测量出我们所关心的氢原子的观测频率。

”我接着在黑板上写出具体的数字，“比如说，TMS 的共振频率是100 MHz，我们测量到的这个氢原子的观测频率是 120 MHz。

那按照公式，化学位移值δ 就等于（120 - 100）/ 100 = 0.2 ppm（parts per million，百万分之一）。

”学生们听着，眼睛逐渐亮了起来，开始纷纷动笔自己计算起来。

咱们再深入讲讲这个公式。

在实际应用中，化学位移值能告诉我们原子周围的化学环境。

比如，在苯环上的氢原子，由于苯环的电子云分布影响，它的化学位移值就会与普通的烷基氢原子不同。

通过对化学位移值的准确计算和分析，我们可以推断出分子的结构、化学键的性质等重要信息。

而且，不同的仪器和实验条件可能会对测量的频率产生一定影响，但只要参考频率固定，化学位移值的相对大小仍然具有重要的比较意义。

想象一下，如果我们不知道化学位移值的计算公式，在面对复杂的有机分子结构分析时，那可真是像在黑暗中摸索，毫无头绪。

但有了这个公式，就好像给了我们一把打开未知世界大门的钥匙。

核磁氢谱中常见的官能团化学位移核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是一种重要的分析技术，可以用于研究化合物分子结构和化学环境。

在核磁共振谱中，氢原子的化学位移是一个重要的参数，可以提供分子中不同官能团的信息。

官能团是分子中具有特定化学性质的结构单元，每个官能团都有其特有的核磁化学位移范围。

下面介绍一些核磁氢谱中常见的官能团及其化学位移范围：1. 烷基（Alkyl）官能团烷基官能团是由碳和氢组成的烷烃分子链，例如甲基（CH3-）和乙基（C2H5-）等。

其化学位移范围通常在0.5~2.5 ppm之间。

2. 烯烃（Alkenyl）官能团烯烃官能团是含有碳—碳双键的分子，例如乙烯（C2H4-）和丙烯（C3H6-）等。

其化学位移范围通常在4.5~6.0 ppm之间。

3. 酮（Ketone）官能团酮官能团是由碳氧双键连接碳原子形成的结构，例如丙酮（CH3COCH3）和己酮（C5H9COCH3）等。

其化学位移范围通常在2.1~2.4 ppm之间。

4. 醇（Alcohol）官能团醇官能团是由羟基（-OH）连接到碳原子的结构，例如甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）等。

其化学位移范围通常在0.5~5.0 ppm之间。

5. 醛（Aldehyde）官能团醛官能团是由碳氧双键和氢连接到同一个碳原子的结构，例如乙醛（CH3CHO）和丁醛（C4H9CHO）等。

其化学位移范围通常在9.0~10.0 ppm之间。

除了这些常见的官能团，核磁氢谱中还存在其他许多官能团化学位移，如羧酸、酰胺、卤代烷等。

通过对氢原子的化学位移的分析，我们可以进一步确定化合物的结构和化学环境。

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。

核磁氢谱化学位移对照表
在氯仿（CHCl3）中，甲基氢的化学位移范围约为 3.5-4.0 ppm，亚甲基氢的化学位移范围约为1.5-2.5 ppm；
在二甲基甲酰胺（DMF）中，甲基氢的化学位移范围约为2.5-
2.8 ppm，亚甲基氢的化学位移范围约为1.9-2.5 ppm；
在乙醇（EtOH）中，甲基氢的化学位移范围约为0.8-1.0 ppm，羟基氢的化学位移范围约为3.3-4.5 ppm。

需要注意的是，化学位移受溶剂、温度、溶液浓度等因素的影响，因此在进行核磁共振实验时，需要对这些因素进行控制和考虑。

同时，不同化合物中氢原子的化学环境不同，因此其化学位移也会
有所不同。

在解读核磁氢谱时，需要结合化学位移、积分峰面积和
耦合常数等信息，综合分析确定化合物的结构和性质。

总的来说，核磁氢谱化学位移对照表是化学工作者在解读核磁
共振实验结果时的重要参考，能够帮助他们确定化合物的结构和特性。

希望这些信息能够对你有所帮助。

常见氢核化学位移氢核化学位移是核磁共振(NMR)技术中的一个重要参数，用于描述氢原子在分子中的化学环境。

通过测量氢核化学位移，可以获得关于化学结构、化学键环境等信息，对于化学物质的结构鉴定和分子间相互作用的研究具有重要意义。

氢核化学位移的定义是相对于参考化合物(通常是TMS，四甲基硅烷)的化学位移差值。

由于TMS分子中的氢原子与外部磁场的相互作用非常弱，其化学位移被定义为零。

而其他化合物中的氢原子由于与周围原子的电子云相互作用不同，其化学位移会发生偏移，即产生化学位移差值。

氢核化学位移的数值通常用单位ppm表示，即化学位移与参考化合物(TMS)化学位移的比值乘以百万。

氢核化学位移的数值与分子中的化学环境有关，对于不同的化学环境，氢核化学位移的数值会有所不同。

常见的氢核化学位移包括α位移、β位移和γ位移。

α位移通常出现在烷基或芳香环上，其数值较小，一般在0-4 ppm之间。

β位移通常出现在烯烃或炔烃上，其数值较大，一般在4-8 ppm之间。

γ位移通常出现在酮、醛等官能团上，其数值较大，一般在8-10 ppm之间。

当然，具体的数值还受到分子中其他官能团和结构的影响。

除了上述常见的氢核化学位移外，还存在一些特殊的化学位移现象。

例如，芳香化合物中的氢原子由于芳香环电子云的共振效应，其化学位移较低，一般在6-9 ppm之间。

另外，氢键形成时，氢原子的化学位移也会发生变化，一般在1-5 ppm之间。

氢核化学位移的测量可以通过核磁共振仪器进行。

核磁共振技术利用原子核的自旋和磁矩来研究物质的结构和性质。

在核磁共振谱图中，氢核化学位移表现为峰的位置和强度。

通过分析峰的位置和峰的强度，可以确定氢核化学位移的数值，并进一步推断分子的结构和化学环境。

氢核化学位移是核磁共振技术中的一个重要参数，用于描述氢原子在分子中的化学环境。

通过测量氢核化学位移，可以获得有关化学结构和分子间相互作用的信息，对于化学物质的结构鉴定和分子间相互作用的研究具有重要意义。

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。

σσ−=−=各向异性效应是通过空间而起作用的，与通过化学键而起作用的诱导效应不一样。

通过化学键而起作用的诱导效应不一样芳香环δ6.0~8.5炔δ2.5~3.0烯δ4.0~6.0醛δ9.0~10.0羧酸δ10.5~12.0环丙体氢溶剂效应的产生是由于溶剂的磁各向异性造成或者是由于不同溶剂极性不同,与溶质形成氢键的强弱不同引起的.__ C __ C __ O _ H aH bH b 123H c H c H c 23二、1分子有不同的构型分子有不同的构型、、构象时构象时，，δC 比δH 更为敏感。

如分子的立体异构如分子的立体异构，，键节运动键节运动，，序列分布序列分布，，不同温度下分子的内旋转不同温度下分子的内旋转，，构型构象的变化等构型构象的变化等，，在13C 的δC 值及谱线形状上常有所反映值及谱线形状上常有所反映。

影响δC 的因素δC 值受碳原子杂化的影响值受碳原子杂化的影响，，其次序与δH 平行平行。

一般情况如下一般情况如下：：屏蔽常数σsp3>σsp >σsp2化学位移δsp3<δsp <δsp21.1.杂化杂化•苯与氢谱不同5.5.构构构型不同时构型不同时，，δC 也不相同如:烯烃的顺反异构中烯烃的顺反异构中，，烯碳的δC 相差相差11－2ppm 2ppm，，顺式在较高场顺式在较高场，，与烯碳相连的饱和碳的δC 相差要多些相差要多些，，约3－5ppm 5ppm，，顺式也在较高场顺式也在较高场。

6.6.空间空间Y C CC YC邻位交叉 反式（对位交叉）Y C7.7.介质介质不同溶剂和介质不同溶剂和介质，，可以使δC 改变几个几个ppm ppm ppm，，甚至甚至10ppm 10ppm 10ppm以上以上以上。

分子中有可解离的基团分子中有可解离的基团,,如NH 2,COOH,OH,SH ,COOH,OH,SH等等，在不同在不同PH PH PH下下，δC 有明显的变化有明显的变化。

各种的化学位移值经验计算方法及常见氢核的化学位移1.烷烃和取代烷烃中1H的化学位移（1）可从表4－6直接查得取代基α碳上的质子化学位移值。

取代基对β碳上的质子化学位移也有一定影响，在计算β碳上的质子化学位移值时，应将表4－7中β位的各种取代基影响值加到表4－6中的化学位移值上。

32注:表中R表示烷基,Ar表示芳香基。

32HR R R 顺反同注：此表必须与表4－6一起使用.将此表中查得的数据与表4－6中查得的相关数据相加。

（2）烷烃和取代烷烃中质子化学位移还可以用经验公式来计算，常用的有舒里公式: δH ＝0。

23＋∑σ （4－21）2。

烯氢的化学位移值烯烃的结构通式可以表示如下,其中双键碳原子上的质子化学位移值可用公式（4－22）计算。

δC ＝C －H ＝5。

28＋∑S （4－22)式中，5.28是乙烯质子的δ 值,∑S 是乙烯基上各取代基R 同、R 顺和R 反对烯氢化学位移影响之和。

R 同、R 顺和R 反 的值见表4－9。

表4－9 取代基对烯氢化学位移值的影响3。

苯环上质子的化学位移值与烯氢化学位移值的计算类似，苯环上质子的化学位移值可用以下公式计算：δ＝7。

26＋∑Zi (4－23)式中，7。

26是没有取代的苯环上质子的δ值,∑Zi是取代基对苯环上的剩余质子化学位移影响之和，Zi不仅与取代基的种类有关，而且与取代基的相对位置有关。

各种取代基的Zi 值列入表4－10中.-Ph 0.37 0。

20 0。

10 —COC(CH3）0。

44 0.05 0.053-F -0.26 0 -0。

20 —CO-Ph 0.47 0.13 0.22 —Cl 0。

03 -0。

02 —0.09 —COOH 0.85 0。

18 0。

27 —Br 0.18 -0.08 -0。

04 —COOCH3 0.71 0。

11 0。

21 -I 0。

39 -0。

21 0 -COO-Ph 0。

90 0.17 0.27 -OH -0。

56 -0.12 —0。