分子光谱法与荧光
自旋-自旋耦合
/ spin-spin KUP-ling /
自旋-自旋耦合是核磁共振中相邻的核如何感觉到彼此、又彼此「通风报信」的方式。每个有磁性的核都像一根可以朝上或朝下的小磁棒;一个核能察觉它的邻居是朝上还是朝下,而这会把它自己的共振频率轻轻推一推。结果是:一个本来单独的核磁共振峰,分裂成一小簇峰。
说得更准确些,自旋-自旋耦合是核的磁矩之间、通过它们中间成键电子传递的相互作用。一个有 n 个等价邻居的核会分裂成 n + 1 条线,具有特征性的强度比,彼此间隔着一段叫做耦合常数 J 的距离,而这个间隔不随磁体强度改变。
它之所以重要,是因为分裂的图案直接数出了一个核有多少邻居:一个三重峰说「两个邻居」,一个四重峰说「三个」,让化学家得以追出原子是怎样连接的。诚实的提醒是:在邻居众多且互不等价的复杂分子里,耦合图案会变得错综复杂,所以真实的谱图并不总是教科书里那种工整的三重峰、四重峰。
在乙醇里,CH₃ 基团挨着一个带两个氢的 CH₂,所以它的峰分裂成一个三重峰(2 + 1)。而 CH₂ 挨着 CH₃ 的三个氢,于是分裂成一个四重峰(3 + 1)。
分裂出的线条数,数出了一个核相邻氢原子的个数。
耦合常数 J 以赫兹为单位,在任何磁体上都保持不变;而化学位移以百万分之几为单位。两者承载着各自独立的信息:位移告诉你环境,耦合告诉你邻居。
又称
另见