化学自习室移动版

基本概念

氢原子具有磁性，如电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在图谱上出现的位置也不同，利用化学位移，峰面积和积分值以及耦合常数等信息，进而推测其在碳骨架上的位置。

在核磁共振氢谱图中，特征峰的数目反映了有机分子中氢原子化学环境的种类；不同特征峰的强度比（及特征峰的高度比）反映了不同化学环境氢原子的数目比。

化学位移

 氢原子在分子中的化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距被称作化学位移；化学位移的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移，现在一般采用(CH₃)₄Si(四甲基硅烷TMS)为标准化合物，其化学位移值为0 ppm。

裂分

由于相邻碳上质子之间的自旋偶合，因此能够引起吸收峰裂分。例如，一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响，则表现为一个单峰，如果受其影响，就表现为一个二重峰，该二重峰强度相等，其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。

自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰，峰的数目等于n+1，n是指邻近H的数目，例如CH₃-CHCl₂中CH₃的共振峰是1+1=2，因为他邻近基团CHCl₂上只有一个H；-CHCl₂的共振峰是3+1=4，因为他邻近基团-甲基上有三个H。注意，只有当自旋偶合的邻近H原子都相同时才适用n+1规则。

当自旋偶合的邻近H原子不相同时，裂分数目为（n+1)(n'+1)(n''+1)。例如化合物Cl₂CH- CH₂-CHBr₂中，两端两个基团-CHCl₂和-CHBr₂中的H并不相同，因而-CH₂-应该裂分成为(1+1)(1+1)=4重峰。又如 ClCH₂-CH₂-CH₂Br中-CH₂-该裂分为(2+1)(2+1)=9重峰。

高度法

 核磁共振氢谱中，峰的数量就是氢的化学环境的数量，而峰的相对高度，就是对应的处于某种化学环境中的氢原子的数量。使用核磁共振仪自带的自动积分仪可以对各峰的面积进行自动积分，得到的数值用阶梯式积分曲线高度表示出来。

不同化学环境中的H，其峰的位置是不同的。峰的强度(也称为面积)之比代表不同环境H的数目比。

例1：CH₃CH₂OH中，有3种H，则有3个峰，强度比为：3:2:1；CH₃OCH₃中，只有一种H，则有1个峰；CH₂=CH-CH₃中，有三种H，个数比为：2:1:3；一氯苯中：有3种H，个数比：2:2:1；CH₃COOCH₃中有2种H，个数比3:3or1:1

核磁共振氢谱图有几种峰呢？显然有几种氢就有几种峰，关键就要理解等效氢。

要理解等效氢的概念：

定义:有机物分子中位置等同的氢叫等效氢. 等效氢是指当其他原子或原子团取代氢原子时，不论取代哪一个氢，得到的都是同一种物质，这样的一类氢原子称等效氢。　　
    分子中等效氢原子一般有如下情况（可用对称法分析，在对称位置的氢是等效的）:
　　①.分子中同一碳原子上连接的氢原子等效,如甲烷上的氢原子;
　　②.同一碳原子所连甲基上的氢原子等效,如新戊烷(可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得),其四个甲基等效,各个甲基上的氢原子等效,也就是说新戊烷分子中的12个氢原子等效;
　　③.处于镜面对称位置（相当于平面成像时，物与像的关系)上的氢原子等效,如2,2,3,3-四甲基丁烷分子中的18个氢原子是等效的.

例2：在核磁共振氢谱中出现两组峰，其氢原子数之比为3：2的化合物是（D)

解析：用对称法分析。有机物结构对称的话，那么对称的氢是等价的，也就是处于相同的环境。

两组峰说明有两种氢原子，3:2说明每种原子的个数比。

 A中两个甲基上的氢以一种，共6个，=CH2有2个，所以6：2=3：1.

B中是三种氢原子；

C中两种，比例是6：8=3：4；

D中是两种，比例是6：4=3：2；

D对。

注意C和D中一个是环己烷基、一个是苯环。