自旋偶合裂分

自旋偶合裂分是在分子中，不僅核外的電子會對質子的共振吸收產生影響，鄰近質子之間也會因互相之間的作用影響對方的的核磁共振吸收，引起共振譜線增多。這種相鄰原子核之間的相互作用稱為自旋偶合。因自旋偶合而引起的譜線增多現象稱為自旋裂分。在外磁場H0的作用下，自旋的質子產生一個小的磁矩（磁場強度為H1），通過成鍵價電子的傳遞，對鄰近的質子產生影響。

基本介紹

• 中文名：自旋偶合裂分
• 自旋偶合含義：相鄰原子核之間的相互作用
• 量度：偶合常數
• 偶合常數符號：J
• 自旋裂分含義：自旋偶合而引起的譜線增多現象
• 分裂峰面積：滿足二項展開式的各項係數比

自旋偶合與自旋裂分

偶合與裂分

質子的自旋有兩種取向，自旋時與外磁場取順向排列的質子，使受它作用的鄰近質子感受到的總磁場強度為（H0+H1）；自旋時與外磁場取逆向排列的質子，使鄰近質子感受到的總磁場強度為（H0-H1）。因此，當發生核磁共振時，一個質子發出的信號就被鄰近的另一個質子裂分成了兩個，這就是自旋裂分。1,1,2-三溴乙烷中氫原子的自旋偶合與裂分情況如圖15-8所示。

　

CH3CH2I

自旋分裂

在上圖中，⑴為Ha對Hb的作用：上面一條線代表未受偶合影響的Hb的吸收峰，由於Hb的兩種自旋取向的影響，當Hb感受到的磁場強度比外加磁場強度略大時，則Hb的吸收應稍向低場移動（左移），反之則向右移，兩種情況的幾率相同，所以Hb的吸收峰便被Ha裂分為左右兩個等同的信號。

自旋偶合

同理，Hb核的自旋也將對Ha產生同樣的影響，但不同的是Hb有兩個，每個Hb對磁場都可以有相反的兩種影響，所以兩個Hb對外加磁場的影響也有⑵式中的三種組合：即兩個Hb的作用一致，其作用都對外磁場稍有影響，哐都稍有減弱，即箭頭都向上或都向下；另一種情況是一個加強一個減弱，總結果則是對外不起作用。因此，Ha感受到的Hb的影響就有三種，所以Ha被裂分為三重峰。

如果對Ha及Hb的兩組峰做積分，則積分曲線所代表的兩組峰的總面積比為1:2。質子的自旋裂分是有規律的，若一組化學等價的質子，它只有一組數目為n的相鄰碳原子上的等價質子，那么它的吸收峰裂分為（n+1）個，這就是（n+1）規律。

分裂峰的相對峰面積

基本上滿足二項展開式的各項係數比，即雙峰(1:1)，三重峰(1:2:1)，四重峰(1:3:3:1)，五重峰(1:4:6:4:1)等。在核磁共振譜中常以s(singlet)表示單峰；d(doublet)表示雙峰，t(triplet)表示三重峰；q(quartet)表示四重峰；m(multiplet)表示多重峰。

圖15-9為1-硝基丙烷的核磁共振譜圖，從圖中可以看出，由於硝基為吸電子基團，Ha離它最近，受它的影響最大所以Ha的吸收信號向低場移動，故A為Ha的吸收峰。同時Ha受到兩個Hb的影響，裂分為三重峰，峰面積比例接近1:2:l這與理論上是一致的。Hc離硝基最遠，受它的影響最小，所以Hc的吸收信號在高場，故C為Hc的吸收峰。同時Hc也受到兩個Hb的影響，也裂分為三重峰，峰面積比例接近1:2:1。Hb離硝基比Ha遠，比Hc近，故B為Hb的吸收峰，Hb被兩個Ha和三個Hc裂分六重峰。

量度

常用耦合常數作為自旋耦合的量度，用符號J表示，單位是赫茲(Hz)。J的大小表示了耦合作用的強弱。Jab表示質子a被質子b裂分的耦合常數，它可以通過吸收峰的位置差別來體現，這在圖譜上就是裂分峰之間的距離。