現(xiàn)代物理實驗方法的應ppt課件

1、第八章第八章 現(xiàn)代物理實驗方法的運用現(xiàn)代物理實驗方法的運用8-2 8-2 紫外和可見光吸收光譜紫外和可見光吸收光譜8-1 8-1 電磁波譜的普通概念電磁波譜的普通概念8-3 8-3 紅外光譜紅外光譜8-4 8-4 核磁共振譜核磁共振譜化學法測定有化學法測定有機物構造缺陷機物構造缺陷 樣品用量大樣品用量大 任務繁重任務繁重 分析時間長分析時間長 準確性差準確性差光譜方法的優(yōu)點光譜方法的優(yōu)點樣品用量少樣品用量少g-mg)g-mg)分析時間短分析時間短準確度高誤差準確度高誤差: :質譜法質譜法10-9,10-9,化學法化學法 5%) 5%)近代物理方法近代物理方法紫外光譜紫外光譜uv)uv)紅外光譜

2、紅外光譜IRIR核磁共振譜核磁共振譜NMRNMR質譜質譜MSMS一、光的頻率與波長一、光的頻率與波長 光是電磁波光是電磁波,電磁波包括了一個極寬廣的區(qū)域。電磁波包括了一個極寬廣的區(qū)域。8-1 8-1 電磁波的普通概念電磁波的普通概念 =c=3 1010cm/s300 10-7cm= 1015s-1 波長與頻率的關系為： = c / =頻率，單位：赫HZ； =波長，單位：厘米cm，表示波長的單位很多。 如：1nm=10-7cm=10-3m =300nm的光，它的頻率1HZ=1S-1 頻率的另一種表示方法是用波數(shù)，即在1cm長度內波的數(shù)目。如波長為300nm的光的波數(shù)為 1/300107=3333

3、3/cm-1。二、光的能量及分子吸收光譜二、光的能量及分子吸收光譜 每一種波長的電磁輻射時都伴隨著能量。每一種波長的電磁輻射時都伴隨著能量。 E=h=hc/ h-E=h=hc/ h-普郎克常數(shù)普郎克常數(shù)6.6266.62610-34J.S10-34J.S (1) (1)電磁波是能量的一種方式，每一波長的電磁波都具有一電磁波是能量的一種方式，每一波長的電磁波都具有一定的能量，波長愈短、能量愈高。定的能量，波長愈短、能量愈高。 (2)(2)分子具有不同方式的運動形狀。分子具有不同方式的運動形狀。e.g. e.g. 分子的轉動，價鍵分子的轉動，價鍵的振動、原子核的振動、內層電子的躍遷都屬于分子不同方

4、式的的振動、原子核的振動、內層電子的躍遷都屬于分子不同方式的運動形狀，不同方式的運動形狀需求不同的能量，同種運動形狀運動形狀，不同方式的運動形狀需求不同的能量，同種運動形狀e.g. C-He.g. C-H的拉伸振動也會因分子不同而異。分子吸收電磁的拉伸振動也會因分子不同而異。分子吸收電磁 輻射后就得到了能量，并能引起相應的運動。輻射后就得到了能量，并能引起相應的運動。 (3)(3)物質吸收多少波長的電磁波以及吸收的強度都與分子的物質吸收多少波長的電磁波以及吸收的強度都與分子的構造親密相關。構造親密相關。2.2.光譜法測定分子構造的原理光譜法測定分子構造的原理1.1.光的能量光的能量分子吸收光譜

5、可分為三類：分子吸收光譜可分為三類：1 1轉動光譜轉動光譜 分子所吸收的光能只能引起分子轉動能級的躍遷，轉動能級分子所吸收的光能只能引起分子轉動能級的躍遷，轉動能級之間的能量差很小，位于遠紅外及微波區(qū)內，在有機化學中用途之間的能量差很小，位于遠紅外及微波區(qū)內，在有機化學中用途不大。不大。2 2振動光譜振動光譜 分子所吸收的光能引起震動能級的躍遷，吸收波長大多位于分子所吸收的光能引起震動能級的躍遷，吸收波長大多位于2.5-16m2.5-16m內內( (中紅外區(qū)內中紅外區(qū)內),),因此稱為紅外光譜。因此稱為紅外光譜。3 3電子光譜電子光譜 分子所吸收的光能使電子激發(fā)到較高能級電子能級的躍遷分子所吸

6、收的光能使電子激發(fā)到較高能級電子能級的躍遷吸收波長在吸收波長在100400nm100400nm，為紫外光譜。，為紫外光譜。一、光譜法測定分子構造的原理：一、光譜法測定分子構造的原理：8-2 8-2 紫外和可見吸收光譜紫外和可見吸收光譜(UV-Vis) (UV-Vis) 1. 1.電磁波是能量的一種方式，每一波長的電磁波都具電磁波是能量的一種方式，每一波長的電磁波都具有一定的能量，波長愈短、能量愈高。有一定的能量，波長愈短、能量愈高。 2 2分子具有不同方式的運動形狀。分子具有不同方式的運動形狀。e.g. e.g. 分子的轉動分子的轉動，價鍵的振動、原子核的振動、內層電子的躍遷都屬于分，價鍵的振

7、動、原子核的振動、內層電子的躍遷都屬于分子不同方式的運動形狀，不同方式的運動形狀需求不同的子不同方式的運動形狀，不同方式的運動形狀需求不同的能量，同種運動形狀能量，同種運動形狀e.g. C-He.g. C-H的拉伸振動也會因分子的拉伸振動也會因分子不同而異。不同而異。 3 3分子吸收電磁輻射后就得到了能量，并能引起相應分子吸收電磁輻射后就得到了能量，并能引起相應的運動。物質吸收多少波長的電磁波以及吸收的強度都與的運動。物質吸收多少波長的電磁波以及吸收的強度都與分子的構造親密相關。分子的構造親密相關。二二.電子躍遷的類型電子躍遷的類型*n 與電子吸收光譜紫外光譜有關的電子躍遷，在有機化合物中有三

8、種類型，即電子、電子和未成鍵的n電子。 電子躍遷類型、吸收能量波長范圍與有機物關系如下：躍遷類型吸收能量的波長范圍有機物*n*n（孤立）（共軛）150nm低于200nm低于200nm200400nm200400nm烷烴醇，醚乙烯162nm188nm丙酮（ ）（ ）丁二烯217nm（ ）255nm（ ）苯丙酮乙醛（ ）292nm（ ）（ ）275nm295nm 可以看出，電子躍遷前后兩個能級的能量差值E越大，躍遷所需求的能量也越大，吸收光波的波長就越短。三、朗勃特三、朗勃特比爾定律和紫外光譜圖比爾定律和紫外光譜圖1 1Lambert-BeerLambert-Beer定律定律 A=EcL= log

9、IIoA A：吸光度吸收度；：吸光度吸收度； c c：溶液的摩爾濃度：溶液的摩爾濃度mol/Lmol/LL L：液層的厚度；：液層的厚度；E E：吸收系數(shù)消光系數(shù)：吸收系數(shù)消光系數(shù) 假設化合物的相對分子量知，那么用摩爾消光系數(shù)=EM來表示吸收強度，上式可寫成: A= cL= logIIo2 2紫外光譜的表示方法紫外光譜的表示方法 運用紫外光譜儀，使紫外光依次照射一定濃度的樣品溶液，分別測得消光系數(shù)E或。 以摩爾消光系數(shù)或Iog為縱坐標。以波長單位nm為橫坐標作圖得紫外光譜吸收曲線，即紫外光譜圖。如以下圖：或Iog04812200240280320360400/ nm四、紫外光譜與有機化合物分子

10、構造的關系四、紫外光譜與有機化合物分子構造的關系 1 1烷徑烷徑* *、醇、醇* *，nn* *、醚、醚* *，nn* *在近紫外區(qū)不產(chǎn)生吸收。在近紫外區(qū)不產(chǎn)生吸收。 2 2通常將可以發(fā)生通常將可以發(fā)生* *或或nn* *的基團，含的基團，含鍵的碳碳雙鍵鍵的碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、羰基、硝基等，稱為發(fā)色基團。、碳碳叁鍵、羰基、硝基等，稱為發(fā)色基團。 3. 3.當有共軛體系存在時，躍遷所需的能量顯著減小，吸收向長波當有共軛體系存在時，躍遷所需的能量顯著減小，吸收向長波方向挪動紅移。方向挪動紅移。 4 4當共軛體系遭到妨礙時，就要減少紅移。當共軛體系遭到妨礙時，就要減少紅移。e.g. e.g. 在順反

11、異構體在順反異構體中，反式異構體吸收的波長較順式異構體長。中，反式異構體吸收的波長較順式異構體長。 5. 5. 原子的電負性強，對電子控制牢、激發(fā)電子需求的能量大，吸原子的電負性強，對電子控制牢、激發(fā)電子需求的能量大，吸收光波長短，反之那么相反。收光波長短，反之那么相反?；衔?max/ nm max醇NO2OH25528027021514501000化合物 max/ nm max乙烯1，3-丁二烯己三烯辛四烯16215000217258296209003500052000兩組例子：兩組例子： 五、五、 紫外光譜的運用紫外光譜的運用 1. 1.利用紫外光譜法檢查化合物的純度定性和定量利用紫外光

12、譜法檢查化合物的純度定性和定量 紫外光譜靈敏度很高，容易檢驗出化合物中所含的微量雜紫外光譜靈敏度很高，容易檢驗出化合物中所含的微量雜質。質。例如，檢查無醛乙醇中醛的限量，可在例如，檢查無醛乙醇中醛的限量，可在270 290nm270 290nm范圍內測其吸范圍內測其吸光度，如無醛存在，那么沒有吸收。光度，如無醛存在，那么沒有吸收。 2.2. 確定共軛體系能否存在以及共軛體系的長短確定共軛體系能否存在以及共軛體系的長短 3 .3 .確定順反異構體的構型確定順反異構體的構型 反苯二乙烯的吸收波長較順式的長反苯二乙烯的吸收波長較順式的長 運用實例運用實例例例2 2：CH2CH2共軛體系在近紫外區(qū)（

13、）有強吸收孤立烯烴在近紫外區(qū)內無吸收232nmCH3CH=CH-C-CH3CH3CH=CH-C-CH3OO紫羅蘭紫羅蘭AB max max= 227= 299兩者結構十分相似，用化學方法無法判斷。例例1 1：例例3 3： 有一化合物的分子式為C4H6O，其構造式能夠有三十多種，如測得紫外光譜數(shù)據(jù)max =230 nm max 5000，那么可推測其構造必含有共軛體系，可把異構體范圍減少到共軛醛或共軛酮：CH2=CH-C-CH3CH3-CH=CH-CCH2=C-COOOCH3HH 至于終究是哪一種，需求進一步用紅外和核磁共譜來測定。 紅外光譜可以確證兩個化合物能否一樣，也可以確定一個新紅外光譜可

14、以確證兩個化合物能否一樣，也可以確定一個新化合物中某一特殊鍵或官能團能否存?；衔镏心骋惶厥怄I或官能團能否存。 用波長或波數(shù)為橫坐標，以表示吸收帶的位置，用透射用波長或波數(shù)為橫坐標，以表示吸收帶的位置，用透射百分率百分率T%T%為縱坐標表示吸收強度。為縱坐標表示吸收強度。 8-3 8-3 紅外光譜紅外光譜 ( I R ) ( I R )正辛烷正辛烷一、外光譜圖的表示方法一、外光譜圖的表示方法二、紅外光譜的產(chǎn)生原理二、紅外光譜的產(chǎn)生原理 紅外光譜是由于分子的振動能級的躍遷而產(chǎn)生的，當物質吸收一定波長的紅外光的能量時，就發(fā)生振動能級的躍遷。研討在不同頻率照射下樣品吸收的情況就得到紅外光譜圖。1分子

15、的振動類型1伸縮振動成鍵原子沿著鍵軸的伸長或縮短鍵長發(fā)生改動，鍵角不變。不對稱伸縮振動對稱伸縮振動2 2彎曲振動彎曲振動引起鍵角改動的振動引起鍵角改動的振動剪式振動平面搖擺非平面搖擺扭曲振動面內彎曲面外彎曲2 2振動頻率振動能量振動頻率振動能量m1m2K雙 原 子 分 子 伸 縮 振 動 示 意 圖 一個化學鍵的振動頻率與化學鍵的強度力常數(shù)K及振動原子的質量m1和m2有關，它們的關系式為：=21=m1m2m1+ m2折合質量 可見，影響基團振動頻率的直接要素是原子的質量可見，影響基團振動頻率的直接要素是原子的質量和鍵力常數(shù)。和鍵力常數(shù)。 三、紅外光譜與分子構造的關系三、紅外光譜與分子構造的關系

16、1. 幾條根本規(guī)律：幾條根本規(guī)律： 1由于氫原子的質量最小，所以由于氫原子的質量最小，所以Y-H鍵鍵Y = C、O、N的伸的伸 縮振動頻率最高；縮振動頻率最高； 2叁鍵的力常數(shù)大于雙鍵和單鍵的力常數(shù)，因此它的伸叁鍵的力常數(shù)大于雙鍵和單鍵的力常數(shù)，因此它的伸縮振縮振 動頻率僅次于動頻率僅次于Y-H鍵；鍵；3同種價鍵，伸縮振動頻率高于彎曲振動頻率；同種價鍵，伸縮振動頻率高于彎曲振動頻率； 4不對稱伸縮振動頻率高于對稱伸縮振動頻率；不對稱伸縮振動頻率高于對稱伸縮振動頻率； 5-I效應致使吸收波數(shù)升高；效應致使吸收波數(shù)升高；+I效應致使吸收波數(shù)降低；效應致使吸收波數(shù)降低；6共軛效應的影響共軛效應的影響

17、 2 2官能團區(qū)和指紋區(qū)官能團區(qū)和指紋區(qū) 3800-1400 cm-1 3800-1400 cm-1區(qū)域的吸收峰主要是由價鍵伸縮振動躍區(qū)域的吸收峰主要是由價鍵伸縮振動躍遷產(chǎn)生的，與整個分子的關系不大，因此可用來確定某種特遷產(chǎn)生的，與整個分子的關系不大，因此可用來確定某種特殊的鍵和官能團能否存在，是紅外光譜的主要用途。在該區(qū)殊的鍵和官能團能否存在，是紅外光譜的主要用途。在該區(qū)域中，凡是能用于鑒定有機物各種基團存在的吸收峰叫做特域中，凡是能用于鑒定有機物各種基團存在的吸收峰叫做特征吸收峰或特征峰。征吸收峰或特征峰。 1400-650cm-11400-650cm-1為指紋區(qū)。在此區(qū)域，主要的吸收是由

18、為指紋區(qū)。在此區(qū)域，主要的吸收是由C-C-C C、N-NN-N和和C-OC-O伸縮振動以及各種彎曲振動所引起的，每一個伸縮振動以及各種彎曲振動所引起的，每一個化合物都有它自已的特點。在未知物的紅外光譜圖中，如指化合物都有它自已的特點。在未知物的紅外光譜圖中，如指紋區(qū)與某一規(guī)范樣品一樣，就可以判別它和規(guī)范樣品是同一紋區(qū)與某一規(guī)范樣品一樣，就可以判別它和規(guī)范樣品是同一化合物，因此可以用于有機化合物的鑒定。在指紋區(qū)內，各化合物，因此可以用于有機化合物的鑒定。在指紋區(qū)內，各個化合物在構造上的微小差別均可得到反映。個化合物在構造上的微小差別均可得到反映。 3. 相關峰相關峰 一種基團可以有數(shù)種振動方式，

19、每種振動方式都產(chǎn)生一個相應的吸收峰，通常把這些相互依存而又相互可以佐證的吸收峰稱為相關峰。 確定有機化合物中能否有某種基團，要先看特征峰，再看有無相關峰來確定。丙酮C = O 的吸收氣態(tài)吸收頻率液態(tài)溶液1738cm-11715cm-11703cm-14.影響特征吸收頻率基團吸收位置的要素影響特征吸收頻率基團吸收位置的要素1 外界要素，如，形狀、溶劑極性等外界要素，如，形狀、溶劑極性等2 2 分子內部構造的影響分子內部構造的影響a a 電子效應的影響電子效應的影響 吸電子基使吸收峰向高頻區(qū)域挪動，供電子基使吸收峰向低頻吸電子基使吸收峰向高頻區(qū)域挪動，供電子基使吸收峰向低頻區(qū)域挪動。區(qū)域挪動。CH

20、3-C-HOCH3-C-CH3OC=OC=O= 1730cm-1= 1715cm-1CH3為供電子基CH3-C-OCH3-C-CH2ClOCH3-C-ClOC=OC=OC=O= 1680cm-1= 1750cm-1= 1780cm-1的供電性比甲基強CH2Cl為吸電子基Cl的吸電子性比 強CH2Clb. b. 氫鍵締合的影響氫鍵締合的影響 能構成氫鍵的基團吸收頻率向低頻方向挪動，且譜帶變寬。能構成氫鍵的基團吸收頻率向低頻方向挪動，且譜帶變寬。例如：伯醇例如：伯醇-OH-OH的伸縮振動吸收頻率的伸縮振動吸收頻率ROH（氣）（二聚）（多聚）ROHROH3640cm-135503450cm-1340

21、03200cm-1c c 張力效應張力越大，吸收頻率越高。張力效應張力越大，吸收頻率越高。C = OOOO1715cm-11745cm-11775cm-18-4 8-4 核磁共振譜核磁共振譜(NMR)(NMR)一、根本知識一、根本知識1.1.核的自旋與磁性核的自旋與磁性 由于氫原子是帶電體，當自旋時，可產(chǎn)生一個磁場，因此，由于氫原子是帶電體，當自旋時，可產(chǎn)生一個磁場，因此，我們可以把一個自旋的原子核看作一塊小磁鐵。我們可以把一個自旋的原子核看作一塊小磁鐵。2 2核磁共振景象核磁共振景象 原子的磁矩在無外磁場影響下，取向是紊亂的，在外磁場中，原子的磁矩在無外磁場影響下，取向是紊亂的，在外磁場中，

22、它的取向是量子化的，只需兩種能夠的取向。它的取向是量子化的，只需兩種能夠的取向。 當當ms= +1/2ms= +1/2時，假設取向方向與外磁場方向平行，為低能級時，假設取向方向與外磁場方向平行，為低能級低能態(tài)低能態(tài) 。 當當ms= - 1/2 ms= - 1/2 時，假設取向方向與外磁場方向相反，那么為高時，假設取向方向與外磁場方向相反，那么為高能級高能態(tài)。能級高能態(tài)。兩個能級之差為兩個能級之差為EE： E = rh2HoHo1H1HE= h低能態(tài)高能態(tài)氫原子在外加磁場中的取向r r為旋核比，一個核常數(shù)，為旋核比，一個核常數(shù)，h h為為PlanckPlanck常數(shù)，常數(shù)，6.6266.6261

23、0-34 J.S10-34 J.S E與磁場強度Ho成正比。給處于外磁場的質子輻射一定頻率的電磁波，當輻射所提供的能量恰好等于質子兩種取向的能量差E時，質子就吸收電磁輻射的能量，從低能級躍遷至高能級，這種景象稱為核磁共振。3 3核磁共振譜儀及核磁共振譜的表示方法核磁共振譜儀及核磁共振譜的表示方法(1)核磁共振譜儀根本原理表示圖核磁共振譜儀根本原理表示圖 NS無線電波振蕩器接受器掃描發(fā)生器記錄顯示器信號( 2)( 2)核磁共振譜圖的表示方法核磁共振譜圖的表示方法收強度吸磁場強度 H o高場低場信號假設固定 ，改變 ，叫掃頻固定 ，改變 ，叫掃場現(xiàn)多用掃場方法得到譜圖H oH o二、屏蔽效應和化學

24、位移二、屏蔽效應和化學位移1 1化學位移化學位移 分子中各種不同環(huán)境下的氫，在不同分子中各種不同環(huán)境下的氫，在不同HoHo下發(fā)生核磁下發(fā)生核磁共振，給出不同的吸收信號。例如，對乙醇進展掃場那么出共振，給出不同的吸收信號。例如，對乙醇進展掃場那么出現(xiàn)三種吸收信號，在譜圖上就是三個吸收峰。現(xiàn)三種吸收信號，在譜圖上就是三個吸收峰。收強度吸HoCH3CH2OH1HNM R圖乙 醇 的 這種由于氫原子在分子中的化學環(huán)境不同，因此在不同磁場強度下產(chǎn)生吸收峰,峰與峰之間的差距稱為化學位移。2 2屏蔽效應屏蔽效應化學位移產(chǎn)生的緣由化學位移產(chǎn)生的緣由 由于電子產(chǎn)生的感應磁場對外加磁場的抵消作用稱為屏蔽效應。 H

25、Ho電子環(huán)流感應磁場H外加磁場3 3化學位移值化學位移值 化學位移值的大小，可采用一個規(guī)范化合物為原點，測出峰與原點的間隔，就是該峰的化學位移值，普通采用四甲基硅烷TMS為規(guī)范物。 化學位移是依賴于磁場強度的。不同頻率的儀器測出的化學位移值是不同的， 為了使在不同頻率的核磁共振儀上測得的化學位移值一樣不依賴于測定時的條件，通常用來表示，的定義為：=樣品TMS儀器所用頻率106 規(guī)范化合物TMS的值為0。 4 4影響化學位移的要素影響化學位移的要素1 1誘導效應誘導效應 a. a. 值隨著臨近原子或原子團的電負性的添加而添加。值隨著臨近原子或原子團的電負性的添加而添加。 b. b. 值隨著值隨著

26、H H原子與電負性基團間隔的增大而減小。原子與電負性基團間隔的增大而減小。 c. c. 烷烴中烷烴中H H的的值按伯、仲、叔次序依次添加。值按伯、仲、叔次序依次添加。2 2 電子環(huán)流效應次級磁場的屏蔽作用電子環(huán)流效應次級磁場的屏蔽作用 烯烴、醛、芳環(huán)等中，烯烴、醛、芳環(huán)等中，電子在外加磁場作用下產(chǎn)生環(huán)流，電子在外加磁場作用下產(chǎn)生環(huán)流，使氫原子周圍產(chǎn)生感應磁場，其方向與外加磁場一樣，即添加使氫原子周圍產(chǎn)生感應磁場，其方向與外加磁場一樣，即添加了外加磁場，所以在外加磁場還沒有到達了外加磁場，所以在外加磁場還沒有到達HoHo時，就發(fā)生能級的時，就發(fā)生能級的躍遷，因此它們的躍遷，因此它們的很大很大=

27、4.5= 4.51212。 氫原子位于產(chǎn)生的感應磁場與外加磁場一樣方向的去屏蔽區(qū)， 所以在外加磁場強度還未到達Ho時，就發(fā)生能級的躍遷。故吸收峰移向低場，值增大。HHCCHHHHo屏蔽區(qū)H電子環(huán)流去屏蔽區(qū)感應磁場外部磁場CCHHHo屏蔽區(qū)電子環(huán)流感應磁場 電子環(huán)流產(chǎn)生的H處于感應磁場對抗外加磁場的區(qū)域，故質子受到了屏蔽，在較低的能級就能發(fā)生躍遷，吸收峰移向高場， 值減小。 乙炔也有電子環(huán)流,但炔氫的位置不同，處在屏蔽區(qū)處在感應磁場與外加磁場對抗區(qū)，所以炔氫的值較小。三、峰面積與氫原子數(shù)目三、峰面積與氫原子數(shù)目 在核磁共振譜圖中，每一組吸收峰都代表一種氫，每種共振峰所包含的面積是不同的，其面積之

28、比恰好是各種氫原子數(shù)之比。如乙醇中有三種氫其譜圖為： H個123H個H個TM S積 分 曲 線 示 意 圖四、峰的裂分和自旋巧合四、峰的裂分和自旋巧合1 1峰的裂分峰的裂分 運用高分辨率的核磁共振儀時，得到等性質子的吸收峰不是一運用高分辨率的核磁共振儀時，得到等性質子的吸收峰不是一個單峰而是一組峰的信息。這種使吸收峰分裂增多的景象稱為峰個單峰而是一組峰的信息。這種使吸收峰分裂增多的景象稱為峰的裂分。的裂分。 例如：乙醚的裂分圖示如下。例如：乙醚的裂分圖示如下。 CH2CH3TMSTMSCH3CH22 2自旋自旋自旋巧合自旋巧合 HbCCBrHaHbHbHa兩個 為等價氫三個 為等價氫HaHb我

29、們討論 、 的相互偶合情況HaHb 1 1自旋巧合的產(chǎn)生自旋巧合的產(chǎn)生 吸收峰發(fā)生裂分是由于質子間的自旋發(fā)生相互作用而引起的吸收峰發(fā)生裂分是由于質子間的自旋發(fā)生相互作用而引起的結果，質子與其它質子間的自旋相互作用稱為自旋結果，質子與其它質子間的自旋相互作用稱為自旋自旋巧合自旋巧合 。以溴乙烷為例以溴乙烷為例HaHa在外磁場中自旋，產(chǎn)生兩種方向的感應小磁場在外磁場中自旋，產(chǎn)生兩種方向的感應小磁場HHHa自旋HHH作用于 周圍時，使得 的實受兩種情況：HbHb磁場有Hb= Ho +HoHH這樣就使得 的信號分裂為二重峰HbH b的實受磁場H bHo + HHo - H未受到 偶合時 的吸收信號Ha

30、一個 使 的信號分裂為二重峰HaH bH b當兩個當兩個HaHa的自旋磁場作用于的自旋磁場作用于H bH b時，其巧合情況為：時，其巧合情況為：H b的實受磁場為Ho + H + H= Ho + 2HHHo + H H= HoHoH = HoHHoH = HoH2（ ）（ ）（ ）（ ）Ho+2HHo-2H2Ho2 Ha對H b偶合作用，使 的信號分裂為三重峰，其面積比為H b1 2 1： ：個2 2巧合常數(shù)巧合常數(shù) 巧合使得吸收信號裂分為多重峰，多重峰中相鄰兩個峰之間的間隔稱為巧合常數(shù)J，單位為赫Hz。 J的數(shù)值大小表示兩個質子間相互巧合干擾的大小。HCCHbHaHaJabHo 當Ha和H b化學位移之差與巧合常數(shù)Jab之比大于6與上時，可用上述方法來分析自旋裂分的信號，當接近或小于Jab時，那么出現(xiàn)復雜的多重峰。等性氫之間不產(chǎn)生信號的自旋裂分。3 3自旋巧合的限制條件自旋巧合的限制條件1 1磁等性質子之間不發(fā)生巧合。磁等性質子之間不發(fā)生巧合。2 2兩個磁不等性質子相隔三個兩個磁不等性質子相隔三個鍵以上時，那么不發(fā)生巧合。鍵以上時，那么不發(fā)生巧