『壹』 負質子的簡介
那麼粒子是否帶有電荷,帶什麼性質的電荷,主要看這些粒子在電場中是否移動,向哪極移動。因為電子在電場中向正極移動,所以我們可以斷定它帶有負電荷,同理,我們判定質子帶有正電荷而中子不帶電荷。那麼它們帶有多少電荷呢,我們還不能確定它們所帶電荷的絕對電量是多少,只是人為的規定一個質子所帶的電量為一個單位的電量(簡稱一個單位的電荷),恰好一個電子所帶的電量與一個質子所帶的電量相等,只是電性相反。這也就是我們通常所說的電子帶有一個負電荷(准確的說應該是:一個單位的負電荷)而質子帶有一個正電荷(應該是一個單位的正電荷)。需要明確的是,電荷不是一個個的,而是電量的一種簡單描述方法。
『貳』 有機化學里的NMR怎麼看啊
首先根據各峰的化學位移確定質子類型,一共有三種質子。化學位移為2.12(單峰)和2.47(七重峰)應為羰基α氫,化學位移為1.02(二重峰)應為烷基氫。
然後確定各峰相鄰的質子情況。對於一級NMR譜,峰裂分數=(相鄰碳磁等價質子數+1)的連乘,故1.02(二重峰)相鄰碳上有1個氫, 2.12(單峰)相鄰碳上沒有氫,2.47(七重峰)相鄰碳上有6個氫。故2.12(單峰)應包含(10-6-1)=3個氫
故結構式為:
(CH3)2CHCOCH3,為3-甲基-2-丁酮
『叄』 核磁化學位移為什麼出現負值
核磁的化學位移體現了原子核外的電子雲密度,並人為規定了TMS(四甲基硅烷)的化學位移為0。
如果有化合物的某個原子核外電子雲密度比TMS更高,那麼它的信號就出現在更高場,也就是負值。
(如果你的化合物確定不會出現負值的話檢查一下溶劑峰定位定對了沒有)
『肆』 負質子的介紹
首先說明的是,電子,質子,中子,都是基本粒子,都是客觀存在。這些粒子所帶的電荷,是它的一個屬性,電荷不是基本粒子。
『伍』 什麼是化學位移什麼是磁等性質子和磁不等性質子
化學位移:由於有機分子中各種質子受到不同程度的屏蔽效應,因此在核磁共振譜的不同位置上出現吸收峰。某一物質吸收峰的位置與標准質子吸收峰位置之間的差異稱為該物質的化學位移,常以δ表示。
磁等性質子:在有機分子中,化學環境相同的一組原子稱為磁等性質子。例如,四甲基硅烷,苯,環戊烷,甲烷,丙酮中的質子都是磁等性質子。化學位移相同。
磁不等性質子:在有機分子中,化學環境不相同的質子稱為磁不等性質子。例如,氯乙烷分子中甲基上的氯與亞甲基上的氫是磁不等性質子,2-聚丙烯中碳碳雙鍵上的兩個質子也是磁不等性質子。化學位移不相同。
『陸』 關於有機物的化學位移值。為什麼甲醛>苯>乙烯>乙炔
質子的化學位移
碳上質子的化學位移值取決於質子的化學環境。因此,我們也可以反過來由質子的化學位移推測質子的化學環境及分子的結構。各類質子的化學位移大體有一個范圍,下面給出各類質子的粗略化學位移:
碳上的氫(H)
脂肪族CH(C上無雜原子) 0——2.0
β-取代脂肪族CH 1.0——2.0
炔氫 1.6——3.4
α-取代脂肪族CH(C上有O、N、X或與烯鍵、炔鍵相連) 1.5——5.0
烯氫 4.5——7.5
苯環、芳雜環上氫 6.0——9.5 醛基氫 9——10.5
氧上的氫(OH)
醇類 0.5——5.5 酚類 4.0——8.0 酸 9——13.0
氮上的氫(NH)
脂肪族0.6——3.5 芳香胺 3.0——5.0 醯胺 5——8.5
對於大部分有機化合物來說氫譜的化學位移值在0-13 ppm. 大致可分以下幾個區
0-0.8 ppm :很少見,典型化合物; 環丙烷,硅烷,以及金屬有機化合物。
0.8-1.5 ppm :烷烴區域. 氫直接與脂肪碳相連,沒有強電負性取代基。化學位移地次序CH>CH2>CH3.。如果有更多的取代基化學位移移向低場。
2-3 ppm:羰基αH(醛、酮、羧酸、酯)、苄位碳H。
1.5-2ppm:烯丙位碳H
鹵代烴(氯、溴、碘)同碳氫:2-4ppm,氟代烴:4-4.5
3.0-
4.5 ppm:醚區域。即醚,羥基或者酯基碳氧單鍵的αH如果有更多的電負性取代基化學位移移向低場。
5.0-7.0 ppm :雙鍵區域,氫直接與C=C 雙鍵相連。炔氫化學位移2-3。
7.0-8.0 ppm :芳環質子區域. 磁各向異性作用,導致芳環質子處於去屏蔽區。同樣現象發生在醛由於羰基地磁各向異性,醛質子化學位移在9-10 ppm
-OH 可以出現在任何位置,譜線的性質由多重因此影響H的交換:pH.濃度,溫度,溶劑等。一般芳環酚羥基更趨於低場。醇羥基0.5-5.5ppm,酚羥基4-8ppm 醇在DMSO中4.0-6.5
大多數的-NHR, -NH2和醇一樣,可被交換,在2-3 ppm 區域顯示寬峰。
脂肪胺 0.6-3.5ppm ,芳香胺3.0-5.0ppm。醯胺5-9ppm
-CO2H 可交換,像醇(>10 ppm)
『柒』 怎麼判斷1-硝基丙烷質子的化學位移呢,質子a和質子b的位移分別是哪個,怎麼判斷的
1-硝基丙烷:
CH3CH2CH2-NO2.
離硝基最近兩個CH2的是質子a, 中間的是質子b, 甲基上的是質子c。
離吸電子取代基NO2越近, 受到的電子屏蔽越大, 化學越向低場, 化學位移越大 。因此化學位移ppm的順序是:
a>b>c.
『捌』 核磁共振的質子化學位移
由於不同類型的質子化學位移不同,因此化學位移值對於分辨各類質子是重要的,而確定質子類型對於闡明分子結構是十分有意義的。下表列出了一些特徵質子的化學位移,表中黑體字的H是要研究的質子。 特徵質子的化學位移質子的類型 化學位移 質子的類型 化學位移 RCH3 0.9 ArOH 4.5-4.7(分子內締合10.5~16) R2CH2 1.3 R3CH 1.5 R2C=CR—OH 15~19(分子內締合) 0.22 RCH2OH 3.4~4 R2C=CH2 4.5~5.9 ROCH3 3.5~4 R2C=CRH 5.3 RCHO 9~10 R2C=CR—CH3 1.7 RCOCR2—H 2~2.7 RC≡CH 7~3.5 HCR2COOH 2~2.6 ArCR2—H 2.2~3 R2CHCOOR 2~2.2 RCH2F 4~4.5 RCOOCH3 3.7~4 RCH2Cl 3~4 RC≡CCOCH3 2~3 RCH2Br 3.5~4 RNH2或R2NH 0.5~5(峰不尖銳,常呈饅頭形) RCH2I 3.2~4 ROH 0.5~5.5(溫度、溶劑
、濃度改變時影響很大) RCONRH或ArCONRH 5~9.4 甲烷氫的化學位移值為0.23,其它開鏈烷烴中,一級質子在高場δ≈0.91處出現,二級質子移向低場在δ≈1.33處出現,三級質子移向更低場在δ≈1.5處出現。例如: 烷烴 CH4 CH3—CH3 CH3—CH2—CH3 (CH3)3CH δ 0.23 0.86 0.86 0.91 1.33 0.91 0.86 1.50 甲基峰一般具有比較明顯的特徵,亞甲基峰和次甲基峰沒有明顯的特徵,而且常呈很復雜的峰形,不易辨認。當分子中引人其它官能團後,甲基、次甲基及亞甲基的化學位移會發生變化,但其δ值極少超出0.7~4-5這一范圍。
環烷烴能以不同構象形式存在,未被取代的環烷烴處在一確定的構象中時,由於碳碳單鍵的 各向異性屏蔽作用,不同氫的δ值略有差異。例如,在環己烷的椅型構象中,由於C-I上的平伏鍵氫處於C⑵ — C⑶鍵及C⑸ — C⑹鍵的去屏蔽區,而C-I上的直立鍵氫不處在去屏蔽區,(圖環己烷的各向異性屏蔽效應)。所以平伏鍵氫比直立鍵氫的化學位移略高0.2~0.5。在低溫(-100℃)構象固定時,NMR譜圖上可以清晰地看出兩個吸收峰,一個代表直立鍵氫,一個代表平伏鍵氫。但在常溫下,由於構象的迅速轉換(圖環己烷構象的轉換),一般只看到一個吸收峰(見右圖)。
其它未取代的環烷烴在常溫下也只有一個吸收峰。環丙烷的δ值為0.22,環丁烷的δ值為1.96,別的環烷烴的δ值在1.5左右。取代環烷烴中,環上不同的氫有不同的化學位移,它們的圖譜有時呈比較復雜的峰形,不易辨認。 酯中烷基上的質子RCOOCH2R的化學位移δH=3.7~4。醯胺中氮上的質子RCONHR 的化學位移,一般在δ= 5~9.4之間,往往不能給出一個尖銳的峰。
羰基或氮基附近α碳上的質子具有類似的化學位移= 2~3,例如,CH3COCl δH=2.67,CH3COOCH3 δH=2.03, RCH2COOCH3 δH=2.13,CH3CONH2 δH= 2.08,RCH2CONH2 δH=2.23,CH3CN δH=1.98,RCH2CN δH=2.30。 醇的核磁共振譜的特點參見後文。醚α-H的化學位移約在3.54附近。
酚羥基氫的核磁共振的δ值很不固定,受溫度、濃度、溶劑的影響很大,只能列出它的大致范 圍。一般酚羥基氫的δ值在4~8范圍內,發生分子內締合的酚羥基氫的δ值在10.5~16范 圍內。
羧酸H的化學位移在2~2.6之間。羧酸中羧基的質子由於受兩個氧的吸電子作用,屏 蔽大大降低,化學位移在低場。R2CHCOOH δH=10~12。
胺中,氮上質子一般不容易鑒定,由於氫鍵程度不同,改變很大,有時N— H和C一H質子 的化學位移非常接近,所以不容易辨認。一般情況在α-H δH=2.7~3.1,β-H δ=1.1~1.71。N-H δ=0.5~5,RNH2,R2NH的δ值的大致范圍在0.4~3.5,ArNH2,ArzNH,ArNHR的δ值的大 致范圍在2.9~4.8之間。
『玖』 核磁共振的化學位移
氫的核磁共振譜提供了三類極其有用的信息:化學位移、偶合常數、積分曲線。應用這些信 息,可以推測質子在碳胳上的位置。
根據前面討論的基本原理,在某一照射頻率下,只能在某一磁感應強度下發生核磁共振。例如:照射頻率為60 MHz,磁感應強度是 14.092 Gs(14.092×10^-4 T),100 MHz—23.486 Gs(23.486×10^-4 T),200 MHz—46.973 Gs(46.973×10^-4 T)。600 MHz—140.920 Gs(140.920×10^-4 T)。但實驗證明:當1H在分子中所處化學環境(化學環境是指1H的核外電子以及與1H 鄰近的其它原子核的核外電子的運動情況)不同時,即使在相同照射頻率下,也將在不同的共振磁場下顯示吸收峰。下圖是乙酸乙酯的核磁共振圖譜,圖譜表明:乙酸乙酯中的8個氫,由 於分別處在a,b,c三種不同的化學環境中,因此在三個不同的共振磁場下顯示吸收峰。同種核由於在分子中的化學環境不同而在不同共振磁感應強度下顯示吸收峰,這稱為化學位移(chemical shift)。 化學位移是怎樣產生的?分子中磁性核不是完全裸露的,質子被價電子包圍著。這些電子 在外界磁場的作用下發生循環的流動,會產生一個感應的磁場,感應磁場應與外界磁場相反(楞次定律),所以,質子實際上感受到的有效磁感應強度應是外磁場感應強度減去感應磁場強度。即
B有效=B0(1-σ)=B0-B0σ=B0-B感應
外電子對核產生的這作用稱為屏蔽效應(shielding effect),也叫抗磁屏蔽效應(diamagnetic effect)。稱為屏蔽常數(shielding constant)。與屏蔽較少的質子比較,屏蔽多的質子對外磁場感受較少,將在較高的外磁場B0作用下才能發生共振吸收。由於磁力線是閉合的,因此感應磁 場在某些區域與外磁場的方向一致,處於這些區域的質子實際上感受到的有效磁場應是外磁場B0加上感應磁場B感應。這種作用稱為去屏蔽效應(deshielding effect)。也稱為順磁去屏蔽效應(paramagnetic effect)。受去屏蔽效應影響的質子在較低外磁場B0作用下就能發生共振吸收。綜上所述:質子發生核磁共振實際上應滿足:
ν射=γB有效/2π
因在相同頻率電磁輻射波的照射下,不同化學環境的質子受的屏蔽效應各不相同,因此它們發生 核磁共振所需的外磁場B0也各不相同,即發生了化學位移。
對1H化學位移產生主要影響的是局部屏蔽效應和遠程屏蔽效應。核外成鍵電子的電子雲 密度對該核產生的屏蔽作用稱為局部屏蔽效應。分子中其它原子和基團的核外電子對所研究的 原子核產生的屏蔽作用稱為遠程屏蔽效應。遠程屏蔽效應是各向異性的。 化學位移的差別約為百萬分之十,要精確測定其數值十分困難。現採用相對數值表示法,即選用一個標准物質,以該標准物的共振吸收峰所處位置為零點,其它吸收峰的化學位移值根據這 些吸收峰的位置與零點的距離來確定。最常用的標准物質是四甲基硅(CH3)4Si簡稱TMS。選TMS為標准物是因為:TMS中的四個甲基對稱分布,因此所有氫都處在相 同的化學環境中,它們只有一個銳利的吸收峰。另外,TMS的屏蔽效應很高,共振吸收在高場出現,而且吸收峰的位置處在一般有機物中的質子不發生吸收的區域內。現規定化學位移用δ來 表示,四甲基硅吸收峰的δ值為零,其峰右邊的δ值為負,左邊的δ值為正。測定時,可把標准物與樣品放在一起配成溶液,這稱為內標准法。也可將標准物用毛細管封閉後放人樣品溶液中進 行測定,這稱為外標准法。此外,還可以利用溶劑峰來確定待測樣品各個峰的化學位移。
由於感應磁場與外磁場的B0成正比,所以屏蔽作用引起的化學位移也與外加磁場B0成正 比。在實際測定工作中,為了避免因採用不同磁感應強度的核磁共振儀而引起化學位移的變化,δ一般都應用相對值來表示,其定義為
δ=(ν樣-ν標)/ν儀×10^6④
在式④中,ν樣和ν標分別代表樣品和標准化合物的共振頻率,ν儀為操作儀器選用的頻率。多數有機物的質子信號發生在0~10處,零是高場,10是低場。 需注意也有一些質子的信號是在小於0的地方出現的。如安扭烯的環內的質子,受到其外芳環磁各向異性的影響,甚至可以達到-2.99。此外,在不同兆數的儀器中,化學位移的值是相同的。 化學位移取決於核外電子雲密度,因此影響電子雲密度的各種因素都對化學位移有影響,影 響最大的是電負性和各向異性效應。
⑴電負性(誘導效應)
電負性對化學位移的影響可概述為:電負性大的原子(或基團)吸電子能力強,1H核附近的吸電子基團使質子峰向低場移(左移),給電子基閉使質子峰向高場移(右移)。這是因為吸電子基團降低了氫核周圍的電子雲密度,屏蔽效應也就隨之降低,所以質子的化學位 移向低場移動。給電子基團增加了氫核周圍的電子雲密度,屏蔽效應也就隨之增加,所以質子的 化學位移向高場移動。下面是一些實例。
實例一: 電負性 C2.6 N3.0 O3.5 δ C—CH3(0.77~1.88) N—CH3(2.12~3.10) O—CH3(3.24~4.02) 實例二: 電負性 Cl3.1 Br2.9 I2.6 δ CH3—Cl(3.05)
CH2—Cl2(5.30)
CH—Cl3(7.27) CH3—Br(2.68) CH3—I(2.16) 電負性對化學位移的影響是通過化學鍵起作用的,它產生的屏蔽效應屬於局部屏蔽效應。
⑵各向異性效應
當分子中某些基團的電子雲排布不呈球形對稱時,它對鄰近的1H核產 生一個各向異性的磁場,從而使某些空間位置上的核受屏蔽,而另一些空間位置上的核去屏蔽, 這一現象稱為各向異性效應(anisotropic effect)。
除電負性和各向異性的影響外,氫鍵、溶劑效應、van der Waals效應也對化學位移有影響。氫鍵對羥基質子化學位移的影響與氫鍵的強弱及氫鍵的電子給予體的性質有關,在大多數情況 下,氫鍵產生去屏蔽效應,使1H的δ值移向低場。有時同一種樣品使用不同的溶劑也會使化學位移值發生變化,這稱為溶劑效應。活潑氫的溶劑效應比較明顯。
當取代基與共振核之間的距離小於van der Waals半徑時,取代基周圍的電子雲與共振核周圍的電子雲就互相排 斥,結果使共振核周圍的電子雲密度降低,使質子受到的屏蔽效應明顯下降,質子峰向低場移動,這稱為van der Waals效應。氫鍵的影響、溶劑效應、van der Waals效應在剖析NMR圖譜時很有用。
(3)共軛效應
苯環上的氫若被推電子基取代,由於P-π共軛,使苯環電子雲密度增大,質子峰向高場位移。而當有拉電子取代基則反之。對於雙鍵等體系也有類似的效果。
『拾』 關於化學位移
化學位移小==>質子共振需要的場強高==>部分場強是用來克服質子受到的屏蔽。
所以,質子受到的屏蔽效應越大, 就需要越強的場強===>(1)克服屏蔽,(2)引起共振.====>化學位移變小。