应用较多。 氢核（1H）： 1.409 T 共振频率 60 MHz 2.305 T 共振频率 100 MHz
磁场强度H0的单位：1高斯（GS）=10-4 T（特拉斯）
6.1.4 核磁共振波谱仪
1．永久磁铁：提供外磁 场，要求稳定性好，均匀， 不均匀性小于六千万分之 一。扫场线圈。
2 ．射频振荡器：线圈垂 直于外磁场，发射一定频 率的电磁辐射信号。 60MHz或100MHz。
自旋量子数 I=1/2的原子核
（氢核），可当作电荷均匀分 布的球体，绕自旋轴转动时， 产生磁场，类似一个小磁铁。
当置于外加磁场H0中时，
相对于外磁场，可以有
（2I+1）种取向：
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;
( 核磁共振现象)
两种取向不完全与外磁场平行，＝54°24’ 和 125 °36’
相互作用, 产生进动(拉莫进动)
进动频率 0； 角速度0；
0 = 2 0 = H0 磁旋比； H0外磁场强度；
两种进动取向不同的氢核之间
的能级差：E= H0 （磁矩）
6.1.3 核磁共振条件
在外磁场中，原子核能级 产生裂分，由低能级向高能 级跃迁，需要吸收能量。
连续波仪器的缺点是工Байду номын сангаас效率低，因而有被PFT仪器取 代的趋势。
B b. 脉冲付里叶变换（PFT）核磁共振谱仪
采用射频脉冲激发在一定范围内所有的欲观测的核，通 过付里叶变换得到NMR谱图。
PFT大大提高了仪器的工作效率。
第6.2节 核磁共振波谱
分析法
6.2 1H－核磁共振波谱
6.2.1 1H-NMR的化学位移 6.2.2 1H-NMR的自旋偶 合与自旋裂分
6.2.3 积分曲线与质子的数 目
6.2.4 1H-NMR的谱图解析
6.2.1 1H-NMR的化学位移
化学位移(Chemical shift) ——由于化学环境不同所引起的NMR 信号位置的变化。 化学位移常用δ表示。 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H0作用下，核外电子的环流运动会产生一感应磁场H感应。 而H感应的方向总是与H0相反，用化学的语言来说，就是核外电 子的存在使1H核受到了屏蔽作用。1H核真正感受到的磁场强度 H实为：
一般有机物的δ＞0，在TMS的低场（左边）出峰。
例：在60MHz的仪器上，测得CHCl3与TMS间 吸收频率之差为437Hz，则CHCl3中1H的化学 位移为：
d样 － 品 0标 样 16＝ 064 0 13 60 7 16＝ 07.28
影响化学位移的因素
1H的化学位移范围约为0～10pmm，取决于以下1H的化 学位移的结构因素：
能级量子化。射频振荡线 圈产生电磁波。
对于氢核，能级差： E= H0 （磁矩） 产生共振需吸收的能量：E= H0 = h 0 由拉莫进动方程：0 = 2 0 = H0 ; 共振条件： 0 = H0 / (2 )
共振条件
(1) 核有自旋(磁性核) (2)外磁场,能级裂分;
(3)照射频率与外磁场的比值0 / H0 = / (2 )
讨论:
共振条件： 0 = H0 / (2 ) （1）对于同一种核 ，磁旋比 为定值， H0变，射频频率变。 （2）不同原子核，磁旋比 不同，产生共振的条件不同，需 要的磁场强度H0和射频频率不同。
（3） 固定H0 ，改变（扫频） ，不同原子核在不同频率处 发生共振（图）。也可固定 ，改变H0 （扫场）。扫场方式
3 ．射频信号接受器（检 测器）：当质子的进动频 率与辐射频率相匹配时， 发生能级跃迁，吸收能量， 在感应线圈中产生毫伏级 信号。
4．样品管：外径5mm的玻璃管, 测量过程中旋转, 磁场作用均匀。
a. 连续波核磁共振仪
根据，连续改变νRF或H0，使观测核一一被激发。
扫频：固定H0，改变νRF； √扫场：固定νRF，改变H0（操作更为方便）。
—— 磁旋比，核 的特征常数
自旋量子数（I）不为零的核都具有磁矩， 原子的自旋情况可以用（I）表征：
质量数 原子序数 自旋量子数I 例
偶数
偶数
0
16O ，12C
偶数 奇数
奇数
1，2，3…. 14N,2H
奇数或偶数 1/2；3/2；5/2…. 1H,13C,31P,19F
6.1.2 核磁共振现象
化学位移的表示方法
在实际测量中，化学位移不是以裸露的1H为标准，而是
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。以δ表示：
d 样品 － 标样
6
10
0
ν样品——样品的共振频率；ν标样——标准样的共振频率； ν0 ——仪器的工作频率；乘106是为了读数方便。 标样——TMS（(CH3)4Si）。其分子中只有一种1H，且屏蔽 作用特大，在高场出峰。
常见的各种1H的化学位移如下：
6.2.2 1H-NMR的自旋偶合与自旋裂分
自旋偶合的起因 偶合常数 磁等性质子和磁不等性质子 一级谱图和(n+1)规律
（a）取代基的诱导效应和共轭效应 对H电子云密度的影响：屏蔽与去屏蔽，电子云密度越高，屏蔽效应
就越大，核磁共振就发生在较高场，化学位移止减小，电负性强， 电子云密度降低，化学位移增大。 （b）C原子的杂化状态：C－H键中，s成分高，H的化学位移值增大。 （c）邻近基团磁各向异性效应---远程屏蔽 （d）氢键和溶剂效应。氢键使质子在较低场发生共振，化学位移增 大。氘代溶剂
H 实 H 0H 0 H 0(1)
在真实分子中，发生核磁共振的条件是：
2H0(1)
这里σ是屏蔽常数。 不同化学环境的质子，因其周围电子云密度不同，裸
露程度不同，其σ值也不同，从而发生核磁共振的H0不 同。这就是化学位移的来源。
所以，化学位移也可定义为由于屏蔽程度不同而引起 的NMR吸收峰位置的变化。
第6章 核磁共振波谱
分析法
6.1 核磁共振基本原理
6.1.1 原子核的自旋 6.1.2 核磁共振现象 6.1.3 核磁共振条件 6.1.4 核磁共振波谱仪
6.1.1 原子核的自旋
若原子核存在自旋，产生核磁矩：
自旋角动量： |P|2h I(I1) 核 磁 矩： μ＝ P
I：自旋量子数；
h：普朗克常数；