第8章结构波谱分析2011

电磁波谱与分子吸收光谱的关系；红外光谱(IR)及核磁共振谱(NMR)的基本原理和应用；解析简单的红外光谱和核磁共振谱。红外光谱和有机官能团的关系；核磁共振谱中得到的结构信息。红外光谱(infraredspectroscopyIR);核磁共振谱(nuclearmagneticresonanceNMR);有机化合物分子结构的测定是研究有机化合物的重要组成部分。长期以来,确定一个有机化合物的结构主要依靠化学方法(即从有机化合物的化学性质和合成来获得对结构的认识)。化学方法测定有机化合物结构①样品用量大②工作繁重③分析时间长④准确性差溴的CCl4溶液试验烯烃和炔烃烃类KMnO4试验重金属炔化物试验无水AlCl3－CHCl3试验芳烃甲醛－硫酸试验烷烃有机化合物官能团的化学鉴定鸦片中吗啡碱结构：从1805年开始研究，直至1952年才完全阐明，历时147年。

胆固醇结构：从1889年开始至1927年获得以上结构式，历时38年。

近三、四十年来,由于科学技术的飞速发展,运用物理方法,如X衍射、红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱等来测定有机化合物的结构已成为常规的工作手段。物理方法的优点①样品用量少(μg-mg)②分析时间短③精确度高(质谱法误差10-9,而化学法

>5%)近代物理方法紫外光谱(UV)红外光谱(IR)核磁共振谱

(NMR)质谱(MS)8.1波谱分析的一般概念一、电磁波

电磁波是电磁场的一种运动形态，这种运动以光速C在空间行进，具有波粒二象性。波动性：可用波长λ、频率ν或波数σ来描述。微粒性：可用光量子的能量来描述。普朗克常数h=6.626×10－34J·s。波长不同的电磁波性质不同，根据电磁波的波长划分为几个不同的区域。光波谱区及能量跃迁相关图二、分子吸收光谱①转动光谱:彼此分开的谱线,在远红外-微波区域内。②振动光谱:谱带,主要在中红外(4000-400cm-1)区域内。③电子光谱:互相重叠的谱带,在紫外-可见区域内。用电磁波照射有机分子时，分子便会吸收那些与分子内的能级差相当的电磁波，引起分子振动、转动或电子运动能级跃迁。分子吸收电磁波所形成的光谱——叫分子吸收光谱。可用来测定原子之间的键长和键角。200nm～400nm——称紫外光谱(UV)200nm～800nm——称紫外-可见光谱(UV-vis)判断共轭体系用于分子中所含官能团的鉴定,可与其它手段配合推断未知物分子的结构,亦可进行组分纯度分析及某些理论研究。8.2红外光谱(IR)红外光谱的作用：确定化合物中官能团的存在，

确定两个化合物是否相同。

一、红外光谱的表示方法红外光谱图以波长或波数为横坐标,以透光度为纵坐标而形成。透光度以下式表示：I：表示透过光的强度；I0：表示入射光的强度。红外光谱——是以连续波长的红外光照射样品,由于分子吸收了红外线的能量,引起分子内振动能级的跃迁而产生。

横坐标：波数()400～4000cm-1;表示吸收峰的位置。纵坐标：透过率(T%),表示吸收强度。T↓,表明吸收的越好,故曲线低谷表示是一个好的吸收带。T%二、红外光谱和分子振动1.双原子分子的振动模型分子是由原子组成,原子与原子之间有电子云形成化学键。为了简化讨论,可把原子模拟为不同质量(m1、m2)的小球;把化学键模拟为不同强度、力常数为(K)的弹簧。式中：k—化学键的力常数,单位为N.cm-1μ—折合质量,单位为g与键长、键能有关:键能越大,键长越短,k↑振动方程式(Hooke定律)由此可见:(v）∝k，(v)与μ成反比。

两振动原子只要有一个的质量↓,μ↓例如：C—H键，K=4.8则σ=13074.8(12+1)12×1=2980cm-12.多原子分子的振动类型①、伸缩振动：成键原子沿着键轴的伸长或缩短（键长发生改变，键角不变）对称伸缩(vs)

不对称伸缩(vas)

②、弯曲振动：引起键角改变的振动剪式振动(δ)

平面摇摆

非平面摇摆(扇动)(ω)扭曲振动

面内弯曲面外弯曲产生红外光谱的必要条件是：

1)

红外辐射光的频率与分子振动的频率相当,才能满足分子振动能级跃迁所需的能量,而产生吸收光谱。

2)振动过程中必须能引起分子偶极矩发生变化的分子才能产生红外吸收光谱。

每一种振动方式,都有固定的吸收频率。

当E2-E1=hν时,红外线才能被吸收,因此同一基团总是在一个特定的范围内产生吸收峰。CS2、CCl4等对称分子的IR谱图特别简单,可用作IR溶剂。具有同一类型化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频率总是出现在一定的波数范围内，我们把这种能代表某基团，并有较高强度的吸收峰，称为该基团的特征吸收峰(又称官能团吸收峰)。3.有机化合物基团的特征频率特征谱带区(官能团区)指纹区1400cm-1

该区域出现的吸收峰，较为稀疏，容易辨认.这一区域主要是：C－C、C－N、C－O等单键和各种弯曲振动的吸收峰，其特点是谱带密集、难以辨认。①基频区4000～1400cm-1(多为伸缩振动)高频区4000～2000cm-1低频区2000～1400cm-1（指纹区）高频区4000300020001400650400cm-120406080T%低频区（基团频率区）①峰的位置先看伸缩振动(主判)后看弯曲振动(确认)②峰的强度T%>50%弱吸收T%<50%强吸收T%=50%中等强度吸收③峰的形状宽峰:缔合峰双峰:一般为对称结构(分裂峰)肩峰:可能有二种峰相关峰:习惯上把同一官能团的不同振动方式而产生的红外吸收峰称为相关峰。红外光谱吸收峰形状(分裂峰)宽峰尖峰肩峰双峰红外光谱的八个峰区1)

O-H、N-H伸缩振动区(3750~3000cm-1)2)不饱和碳上的C-H伸缩振动区(3300~3000cm-1)不饱和碳(三键和双键、苯环)上的C-H的伸缩振动在3300~3000cm-1区域中出现不同的吸收峰。3)

C-H伸缩振动区(3000~2700cm-1)饱和碳上的C-H伸缩振动(包括醛基上的C-H)干扰少，吸收强，重要！“氢键区”Y-H4)叁键和累积双键区(2400~2100cm-1)波数在2400~2100cm-1区域内的谱带较少。5)羰基的伸缩振动区(1900~1650cm-1)羰基的吸收最常见出现的区域为1755~1670cm-1。由于羰基的电偶极矩较大，一般吸收都很强烈，常成为IR光谱中的第一强峰。6)双键伸缩振动区(1690~1500cm-1)该区主要包括C=C，C=N，N=N，N=O等的伸缩振动以及苯环的骨架振动(σC=C)。7)

X-H面内弯曲振动及X-Y伸缩振动区(1475~1000cm-1)这个区域主要包括C-H面内弯曲振动,C-O、C-X(卤素)等伸缩振动,以及C-C单键骨架振动等。该区域是指纹区的一部分。8)

C-H面外弯曲振动区（1000~650cm-1）烯烃、芳烃的C-H面外弯曲振动（σC-H）在1000~650cm-1区。苯环邻二取代：770~735cm-1；苯环间二取代：710~690、810~750cm-1；苯环对二取代：830~810cm-1

T%4000250020001400900650cm-120406080★O-H(3100～3000)★

=C-H(～3300)★=C-H(3100～3000)★

-C-H(2998～2800)Ar-H(3100～3000)COO-H(3100～3000)★

N-H(3500～3100)★C=C★C=N★

C=O(1870～1650)★

C=C(1780～1600)芳烃CC(1600,1500)★

-(CH2)n-n≥4★芳烃取代情况★双键取代构型★

C-C★

C-O★

C-N4000~2500cm-1,为含氢基团的伸缩振动区,通常称为“氢键区”.OH、NH、CH、SH等基团的伸缩振动都出现在这一区域中2500~2000cm-1，叁键和累积双键区。各种叁键基团如C≡C、C≡N以及累积双键如C=C=C、N=C=O(异腈酸酯)的伸缩振动都落在此区域中2000~1500cm-1，双键区。各种双键基团，如C=C、C=O、C=N、C=S、N=O以及苯基的伸缩振动都在这一频率范围影响峰位置变化的因素

分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响,也会因测定条件及样品的物理状态而改变.所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动.1.成键轨道类型,

例如:2.共轭效应:

由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱,从而使力常数减小,使吸收频率降低.例如:3.诱导效应:由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电荷分布发生变化,从而改变了键的力常数,使振动频率发生变化.－I效应、环张力等使νC＝O波数升高4.氢键的影响形成氢键后基团的伸缩频率都会下降。例如:乙醇的自由羟基的伸缩振动频率是3640cm-1,而其缔合物的振动频率是3350cm-1。形成氢键还使伸缩振动谱带变宽。5.振动的耦合

若分子内的两个基团位置很近，振动频率也相近，就可能发生振动耦合，使谱带分成两个，在原谱带高频和低频一侧各出现一个谱带。6.物态变化的影响通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态较低。例如丙酮vC=O(气)＝1738cm-1，vC=O(液)＝1715cm-1。溶剂也会影响吸收频率。例如乙酸酐的两个羰基间隔一个氧原子，它们发生耦合。羰基的频率分裂为1818和1750cm-1。(预期如果没有耦合其羰基振动将出现在约1760cm-1)。弯曲振动也能发生耦合。解析IR谱图的原则解析IR谱图时,不必对每个吸收峰都进行指认。重点解析强度大、特征性强的峰,同时考虑相关峰原则

相关峰——由于某个官能团的存在而出现的一组相互依存、相互佐证的吸收峰。1.2853～2962cm-1C—H伸缩振动;

2.1460cm-1、1380cm-1C—H(-CH3、-CH2)面内弯曲振动;3.720cm-1C—H[-(CH2)n-,n≥4]平面摇摆振动;若n＜4吸收峰将出现在734～743cm-1处。123正己烷的红外光谱谱图解析示例：

烷烃的相关峰υC—H：2960～2850cm-1

2～4峰δ

C—H：1475～1380cm-1

多为双峰另外：1395～1385cm-11385～1380cm-1双峰双峰1370～1365cm-11375～1365cm-1强弱1：11：2~1380cm-1:δCH3(诊断价值高)(CH2)n长链亚甲基

n≥4720cm-1十二烷υC—H：2960～2850cm-1

2～4峰δ

C—H：1475～1380cm-1

多为双峰另外：(CH2)n长链亚甲基

n≥4720cm-11.3030cm-1=C—H伸缩振动;2.C—H伸缩振动;3.1625cm-1C＝C伸缩振动;4.C—H(—CH3、—CH2)面内弯曲振动；

12341-己烯的红外光谱烯烃相关峰υC=C：1680～1600cm-1

δ=C-H

：980～650cm-1

υ=C-H

：3100～3000cm-1

R2CCH2顺反675～730cm-1～990cm-1～910cm-1880～910cm-1～970cm-1δ=C-H：980～650cm-1（面外弯曲）1-辛烯1-癸烯υC=C：1680～1600cm-1

δ=C-H

：980～650cm-1

υ=C-H

：3100～3000cm-1

～990cm-1～910cm-11-辛炔δC—H炔烃的相关峰υC≡C

2260～2100cm-1δ≡C-H～630cm-1其中：2260～2190cm-12140～2100cm-1

强度较强

强度为0R＇R强度弱υ≡C-H3320～3310cm-11.C—H伸缩振动3300cm-1(尖锐峰)2.CC伸缩振动2300-2100cm-1(强度与分子对称性有关)3.C—H面外弯曲振动700-600cm-1

1-己炔的红外光谱2-辛炔2-己炔芳烃的相关峰1525～1475cm-11625～1570cm-1CCυυC-H3080～3030cm-1C-Hδ900～700cm-1苯:670cm-1二取代苯邻位：770～735cm-1对位：860～800cm-1间位725～680cm-1810～750cm-1770～730cm-1一取代苯710～690cm-1甲苯770～730cm-1一取代苯710～690cm-1邻二甲苯邻位：770～735cm-1间二甲苯间位725～680cm-1810～750cm-1对二甲苯对位：860～800cm-1苯乙炔的红外光谱：

三键碳上C-H键伸缩，C≡C三键的伸缩振动；苯环骨架振动，苯环上C-H键伸缩，弯曲振动。33003030211016001500770700υ为伸缩振动1500cm-11600cm-1为取代弯曲振动700cm-1770cm-1υυ650cm-1为弯曲振动①、通过其他途径确定化合物的分子式，由分子式计算不饱和度。三、红外谱图解析鉴定未知化合物步骤：确证两种化合物是否同一物同一物两者相同两者相差小（可能含杂质）两者相差大——不同物分别把两种化合物进行红外光谱测定，然后对照两者光谱图。鉴定已知化合物：1.观察特征频率区：判断官能团，以确定所属化合物的类型。2.观察指纹区：进一步确定基团的结合方式。3.对照标准谱图验证。根据分子式计算不饱和度，其经验公式为：

Ω=1+n4+1/2（n3–n1）式中：Ω—代表不饱和度；n1、n3、n4分别代表分子中一价、三价和四价原子的数目。

双键和饱和环状结构的Ω为1、三键为2、苯环为4。

例：苯甲醛（C7H6O）不饱和度的计算②用红外光谱确定分子中存在的官能团。根据红外光谱中吸收峰的位置、强度、形状，容易确定分子中存在哪些官能团。③利用其他手段予以核实、确证，排列出化合物分子的结构式。例1、化合物C8H8O的红外谱图如图所示，试分析该化合物的结构。3150299016801600750解：3150cm-1是苯环C－H伸缩振动，2990cm-1是－CH3的伸缩振动，1680cm-1是C＝O伸缩振动，1600cm-1是苯环C＝C伸缩振动，750cm-1是芳烃的C－H面外振动。1600148077071029602870147513803030解：C：91.4%——91.4/12=7.6≈7H：8.7%——8.7/1=8.7≈8故实验式为C7H8Ω=nc+1-—=7+1-—=4nH228例:一挥发性的无色液体经元素分析结果C占91.4%,H占8.7%,它的红外光谱如图所示,确定这个化合物的结构。证明可能含有苯环1600148077071029602870147513803030CH31380cm-11475cm-12870cm-12960cm-1证明有饱和CH33030cm-11480cm-11600cm-1证有苯环710cm-1770cm-1证实一取代苯总结①计算不饱和度。——样品中有无双键、脂环、苯环？②官能团区：峰的位置？强度？——样品中有哪些官能团？③指纹区：有无诊断价值高的特征吸收？如：1380cm-1有峰？1000cm-1以下有峰？形状如何？双键的取代情况及构型？苯环上的取代情况？④其他信息：来源？合成方法？化学特征反应？物理常数？NMR、MS、UV谱图特征？

——掌握的信息越多，越有利于给出结构式。⑤查阅、对照标准谱图，确定分子结构。3.有机化合物基团的特征频率8.3核磁共振谱(NMR)核磁共振谱的作用：有助于指出是什么化合物，

能测定有机分子的骨架。1H-NMR:表示氢的核磁共振,用于指示氢在碳骨架上的位置13C-NMR:表示碳的核磁共振,用于指示碳的骨架是如何组成的是一种吸收光谱

吸收无线电波

原子核能级发生跃迁NuclearMagneticResonanceSpectroscopy一、核的自旋运动原子：原子核＋绕核运动的电子原子核：质子＋中子带正电荷的质子数＝核外电子数(Z)＝原子序数原子质量数(A)：质子数＋中子数常用AXz表示各种原子:例1H112C613C6原子核可近似看作一球体或椭球体,它可绕一轴旋转,产生一自旋角动量,其方向与旋转轴重合。式中,h为普朗克常数,I为核的自旋量子数,取值0,1/2,1,3/2,…原子序数质量数自旋量子数实例偶数偶数0126C、168O、3216S奇、偶数奇数半整数(1/2,3/2,5/2…)

11H、136C、199F、3115P奇数偶数整数21D、105B、147N由于原子核是带正电的粒子,核的自旋等价于一个环形电流,因而会产生磁矩μ,磁矩方向可用右手定则确定。核磁矩μ和角动量p都是矢量,方向相互平行。式中

为核的磁旋比,

是原子核的一种属性,不同的核具有不同的

值。讨论:

(1)

I=0的原子核O(16)；C（12）；S（32）等，无自旋，没有磁矩，不产生共振吸收。

(2)I=1或I>0的原子核

I=1:2H,14N;I=3/2:11B,35Cl,79Br,81Br;I=5/2:17O,127I

(3)Ｉ=1/2的原子核1H，13C，19F，31P

原子核可看作核电荷均匀分布的球体,有磁矩产生,是核磁共振研究的主要对象,C,H也是有机化合物的主要组成元素。这类原子核的核电荷分布可看作一个椭圆体,电荷分布不均匀,共振吸收复杂,研究应用较少;没有外磁场作用单个磁矩随机取向;系统宏观上没有磁性。图示:磁性核在外加磁场中的行为(1)无外加磁场时,样品中的磁性核任意取向。(2)放入磁场中,核的磁角动量取向统一,与磁场方向平行或反平行自旋核在磁场中的行为原子核在静磁场中的进动不讲自旋量子数不为零的原子核，在外加静磁场H0中，除了自旋外还将绕H0运动，类似于陀螺的运动，称这种运动为进动。重力场磁场旋进轨道自旋轨道自旋核在磁场中的行为若将自旋核置于场强为H0的外磁场中,由于核磁矩与外磁场的相互作用,核磁矩矢量方向(自旋轴方向)就会有一定的取向。量子力学的原理证明,核磁矩在外磁场方向的投影是量子化的,可用磁量子数m表示,m可取下列数值:m＝I,I－1,I－2…,－I。

外加磁场中原子核的自旋取向数：2I+1,每种取向对应一定的能量.氢核(I=1/2),两种取向(两个能级):(1)与外磁场平行,能量低,磁量子数ｍ＝＋1/2;(2)与外磁场相反,能量高,磁量子数ｍ＝－1/2;自旋氢核在外磁场中,磁矩有取向两种取向:与外磁场同向和反向。同向状态较稳定,为低能态;反向状态不稳定,为高能态。二、核磁共振现象如果以射频照射处于外磁场H0中的核,且射频频率恰好满足ΔE=hν时,处于低能态的核将吸收射频能量而跃迁到高能态,这种现象称为核磁共振。ｍ＝＋1/2ｍ＝－1/2外磁场1H受到一定频率(v)的电磁辐射,且提供的能量=ΔE,则发生共振吸收,产生共振信号。获得核磁共振谱的方法有两种：固定ν，进行磁场扫描，得到在此频率下产生共振吸收所需要的H0，这方法叫扫场；目前大多数仪器采用扫场法固定H0，进行频率扫描，得到在H0下的共振吸收频率ν0，这方法叫扫频；

E=h=(h/2)H0=H0/2核磁共振波谱仪射频振荡器

记录仪或示波器射频接收器及放大器

扫场线圈扫场线圈磁铁磁铁样品管

仪器实例介绍

图SampleMail核磁共振谱仪

具有样品装取方便的优点，适用于1-10mm各种直径的核磁样品管，测试过程快捷、安全。41

图8Ascend核磁共振谱仪

由Ascend提供的1HNMR谱图

采用先进的超导技术，最高频率达700-850MHz，具有先进的磁场稳定功能。33

图9Fourier300核磁共振谱仪

具有结构紧凑、体积小、重量轻、分辨率优等特点。适合于化学教育与研究领域。37二、屏蔽效应和化学位移有机化合物分子中的氢核与裸露的质子不同，其周围还有电子！各种化学环境不同的氢核，其周围的电子云密度也不同。在外加磁场(H0)作用下，核外电子的会产生一感应磁场He，而He的方向总是与H0相反。因此，核外电子的存在使1H核受到了屏蔽作用。1、屏蔽效应不同化学环境的质子,因其周围电子云密度不同,其屏蔽效应也不同,从而发生核磁共振的H0不同。H=H0-He=(1-)H0HeH0核外电子云密度越大，屏蔽效应越强，要发生共振吸收就势必增加外加磁场强度，共振信号将移向高场区；相反，共振信号将移向低场区。所以,化学位移定义:因质子所处的化学环境不同,即核外电子云密度不同,所受屏蔽作用的强弱不同,因而引起NMR吸收峰位置的变化。2、化学位移(δ)在实际测量中，不同环境的质子受不同的屏蔽效应，在谱图中的不同位置出现吸收峰。但是这种位移的差距很微弱，对于精确测量十分困难。因此以某一标准物为标准，测得样品共振峰与标准样共振峰的距离。四甲基硅烷(TMS)为标准物质,规定四甲基硅(CH3)4Si的化学位移δ为0。ν样—样品的共振频率;ν标—标准样(即TMS)的共振频率;ν0—仪器的工作频率;TMS具有如下特点：

①TMS分子中的12个氢核处于完全相同的化学环境中,它们的共振条件完全一致,因此在NMR谱中只有一个光谱。②TMS分子中氢核周围的电子云密度很大(Si电负性1.9,C电负性2.5),受到的屏蔽效应比大多数其它化合物中的氢核都大,一般其它化合物的1H峰都出现在TMS峰的左侧,定它的化学位移值δ＝0,便于谱图解析；③此外，TMS是化学惰性物质，易溶于大多数有机溶剂中，而且它的沸点较低(26.5℃)，容易回收。δ76543210低磁场区高磁场区

去屏蔽区高屏蔽区核磁共振谱，横坐标化学位移δ，纵坐标吸收强度分析核磁共振氢谱的目的,就是找出吸收峰和各种氢原子核的对应关系。特定质子的吸收位置与标准质子的吸收位置之差，称为该质子的化学位移，用(ppm)表示。化合物类型δ(ppm)化合物类型

δ(ppm)烷烃伯氢RCH30.9烯烃=C-H4.6~5.9烷烃仲氢R2CH21.3烯烃=C-CH31.7烷烃叔氢R3CH1.5炔氢≡C-H2~3芳氢Ar-H6~8.5RSO3H1.1~1.2ROH0.5~5.5RNH2,R2NH0.4~3.5ArOH(缔合)10.5~16ArNH2,Ar2NH2.9~4.8ArOH4~8RCONH2,ArCONH25~6.5RCOOH10.5~12RCONHR,ArCONHR6~8.2=NH-OH7.4~10.2RCONHAr7.8~9.4R-CHO9~10R-SH0.9~2.5常见的各种1H的化学位移如下：和红外光谱需要记忆一些官能团特征吸收频率一样,核磁共振谱图谱解析的关键是要首先记住不同类型的质子的化学位移。3、影响化学位移的因素b.δ值随H原子与电负性大基团距离的增大而减小。

CH3—CH2—CH2—Clδ值1.061.813.47c.δ值随吸电子原子数目增加而增加。

CH3—HCH3—ClCH2—Cl2CH—Cl3δ值0.23.15.37.31)诱导效应a.δ值随邻近原子或原子团的电负性的增加而增加。

CH3—HCH3—BrCH3—ClCH3—Fδ值0.22.73.14.3元素的电负性↑,通过诱导效应,使H核的核外电子云密度↓,屏蔽效应↓,共振信号→低场。d.连接烃基R↑,则δ值↑CCH3CH3CH3HCH3CH2CH3CH3CH3化合物δ:1.51.31.12)磁的各向异性效应在外磁场的作用下，核外的环电子流产生次级感生磁场，由于磁力线的闭合性质，感生磁场在不同部位对外磁场的屏蔽作用不同，在一些区域中感生磁场与外磁场方向相反，起抗外磁场的屏蔽作用，这些区域为屏蔽区，处于此区的1Hδ小，共振吸收在高场区；而另一些区域中感生磁场与外磁场的方向相同，起去屏蔽作用，这些区域为去屏蔽区，处于此区的1Hδ变大，共振吸收在低场区。这种作用称为磁的各向异性效应。去屏蔽区屏蔽区R-CHO9~10烯烃=C-H4.6~5.9屏蔽区叁键C上的氢受屏蔽作用双键C上的氢：去屏蔽作用烯烃=C-H4.6~5.9炔氢≡C-H2~3环状体系的环电流效应以苯环为例（环外H与磁场同向）去屏蔽区屏蔽区H芳氢Ar-H6~8.5三、吸收峰的峰面积吸收峰的峰面积，可用自动积分仪对峰面积进行自动积分，画出一个阶梯式的积分曲线。峰面积的大小与质子数目成正比。

峰面积高度之比=H质子个数之比。

一个化合物究竟有几组吸收峰，取决于分子中H核的化学环境。

有几种不同类型的H核，就有几组吸收峰。

例如：

乙醇的低分辨核磁共振谱②有两种不等性质子化合物③有三种不等性质子化合物④有四种不等性质子化合物CH3CH2C-OCH2CH3=OCH3C-OCH3=OCH3CH3CH2-O-CH2CH3C=CHHCH3CH3C=CHHClHCH3CH2C-OCH3=OCH3--OCH3CH3HHHHH练习：下列物质有几类氢？与不对称碳相连的CH2的两个质子化学不等价四、峰的裂分和自旋偶合应用高分辨率的核磁共振仪时，得到等性质子的吸收峰不是一个单峰而是一组峰的信息。这种使吸收峰分裂增多的现象称为峰的裂分。例如：乙醚的裂分图示如下：CH2CH3CH2CH3相邻的H核自旋相互作用(即干扰)的结果。原子核之间的相互作用,叫做自旋偶合。由自旋偶合引起的谱线增多的现象,叫做自旋裂分。峰裂分的数目与相邻碳上的H数目有关：峰的数目=n+1n:为相邻H核的数目CH3CH2BrBrCH2CH2Br注意：磁等同不产生峰裂分，磁不等同则产生峰裂分

化学环境不相同的氢质子是磁不等同质子。单峰n+1=3n+1=4由此可见，裂分峰的数目有如下规律：

峰的数目=n+1n：为相邻H核的数目单峰：相邻碳上无H，或没有与C相连双重峰：相邻的碳上共有一个H三重峰：相邻碳上有二个等性H(一般是位于同一个碳原子上，－CH2－)四重峰:

相邻碳上有三个等性H(一般是位于同一个碳原子上，即有一个－CH3)复杂的多重峰：与之相邻有多个碳(≥2)上都有H；情况较复杂。自旋分裂应用：对于结构分析特别有用，鉴定分子的基团及其排列次序。图谱分析:

峰的位置——化合物有几种环境不同的质子峰的数目——多少种质子峰的强度——每种质子的数目峰的裂分——邻近质子的关系示例：乙烷的核磁共振谱：6个H只有一个吸收峰δ值为1.1。磁等性H核之间不发生自旋裂分。环己烷的核磁共振谱：2-甲基-1-丁烯的核磁共振谱：a.b.c.d.Haδ值为1.0，Hbδ值为2.0，Hcδ值为1.8，Hdδ值为4.7

。d521Ω

=n4+1/2n3-1/2n1+1

=7+0–1/2*8+1=4

876543210ppmn4、

n3、

n1分别为化合物中一价、三价、四价原子的数目推断题：1、分子式是C3H7Br，试推断其结构

2.某化合物的分子式为C3H7Cl，其NMR谱图如下图所示：试推断该化合物的结构。解:由分子式可知,该化合物是一个饱和化合物;由谱图可知:

(1)有三组吸收峰，说明有三种不同类型的H核；

(2)该化合物有七个氢，有积分曲线的阶高可知a、b、c各组吸收峰的质子数分别为3、2、2；例3某化合物分子式为C4H8O，从IR谱图可见在1720cm-1处有强吸收峰，其NMR谱图如下，求该化合物的构造式。解：根据分子式,计算不饱和度Ω=n4+1/2n3-1/2n