分子光譜法與螢光

化學位移

/ KEM-ih-kul shift /

化學位移是核磁共振靠傾聽每個氫原子那略有不同的「音高」,來把它們一一區分的方式。想像一個合唱團,每位歌手的嗓音都被他所站的房間染上一點色彩;即使唱同一個音,站在鋪著地毯、柔軟角落裡的歌手,聽起來也會和站在空曠石廳裡的略有不同。在分子裡,每個核周圍的電子就構成了它的「房間」,微妙地調著它的核磁共振頻率。

說得更準確些,化學位移是一個核的共振頻率與某個參考物之間的微小差別,以一種叫做 δ(delta)的標度、用百萬分之幾來表示,這樣它就不依賴於磁體的強度。電子會把核從磁場中屏蔽起來;屏蔽越多,位移越低;屏蔽越少,位移越高。

它之所以重要,是因為化學位移揭示出每個原子所處的化學環境:一個挨著氧的氫,與一個埋在碳氫鏈裡的氫,共振的位置會有可預測的不同。誠實的提醒是:單憑位移只能告訴你環境的類型,而不是完整的連接關係——你要把它和峰面積、自旋-自旋耦合放在一起讀,才能拼出整幅圖景。

在乙醇的氫核磁共振譜裡,CH₃ 峰出現在約 δ 1.2,CH₂ 峰在約 δ 3.7,OH 峰在約 δ 2.6。氧會把附近氫原子的電子密度拉走,從而把它們的信號推向更高的化學位移。

每個峰的位置都報告著它那個核所處的化學鄰里環境。

用百萬分之幾(δ 標度)而不是原始頻率來報告化學位移,意味著同一個數值在任何強度的磁體上都成立,於是不同儀器測出的譜圖可以直接相互比較。

又稱
化学位移化學位移δ 值