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主講:鴻雁等 6月12月 19:00-21:00
詳情一、化學(xué)位移與屏蔽效應(yīng)
理想化的、裸露的氫核,當(dāng)滿足共振條件:ν0 / H0 = γ/(2π) 時,產(chǎn)生單一的吸收峰;但這只是在理想情況下,實際上并不存在裸露的氫核。
在有機化合物中,氫核不但受周圍不斷運動著的價電子影響。還受到相鄰原子的影響。當(dāng)有機化合物放入強磁場中時,在外磁場作用下,氫核外運動著的電子產(chǎn)生相對于外磁場方向的感應(yīng)磁場,起到屏蔽作用,使氫核實際受到的外磁場作用減小:
H =(1-σ)H0
σ:屏蔽常數(shù)。
σ越大,表明受到的屏蔽效應(yīng)越大。
共振條件:ν0 = [γ/(2π) ](1-σ)H0
由于屏蔽作用的存在,氫核產(chǎn)生共振需要更大的外磁場強度(相對于裸露的氫核),來抵消屏蔽的影響。 在有機化合物中,各種氫核周圍的電子云密度不同(結(jié)構(gòu)中不同位置)共振頻率有差異,即引起共振吸收峰的位移,這種現(xiàn)象稱為化學(xué)位移。
高分辨率的儀器能夠記錄有機化合物中具有不同化學(xué)位移的各類質(zhì)子的峰形信號(譜圖)。如右圖所示。但需要建立一個能衡量化學(xué)位移大小的標(biāo)準(zhǔn),使我們能夠反過來根據(jù)譜圖中信號峰的化學(xué)位移大小,來確定質(zhì)子在化合物中的位置。
二、化學(xué)位移的表示方法
1.位移的標(biāo)準(zhǔn)
沒有完全裸露的氫核,也沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)。
相對標(biāo)準(zhǔn):四甲基硅烷 Si(CH3)4 (TMS)(內(nèi)標(biāo)物)
規(guī)定其位移常數(shù) δTMS=0
2.為什么用TMS作為基準(zhǔn)?
(1) 12個氫處于完全相同的化學(xué)環(huán)境,只產(chǎn)生一個尖峰;
(2) 屏蔽強烈,位移最大。與有機化合物中的質(zhì)子峰不重迭;
(3) 化學(xué)惰性;易溶于有機溶劑;沸點低,易回收。
3. 位移的表示方法
與裸露的氫核相比,TMS的化學(xué)位移最大,但規(guī)定 δTMS=0 ,則其他種類氫核的位移應(yīng)為負(fù)值,但規(guī)定負(fù)號不加。
δ小,屏蔽強,共振需要的磁場強度大,在高場出現(xiàn),
δ大,屏蔽弱,共振需要的磁場強度小,在低場出現(xiàn),
δ= [( δν樣 - δνTMS) / δνTMS] 106 (ppm)