定义:在磁场作用下,分子中的质子会产生自旋,邻近质子之间也会产生相互影响从而影响对方的核磁共振吸收,这种相互作用称为自旋偶合,自旋偶合的度量称为自旋的偶合常数。
偶合常数的影响因素:主要有偶合核间的距离、角度及电子云密度。
什么是偶合常数(J)?
偶合常数J
自旋偶合会产生共振峰的分裂后,两裂分峰之间的距离(以Hz为单位)称为偶合常数,用J表示.J的大小表明自旋核之间偶合程度的强弱.与化学位移的频率差不同,J不因外磁场的变化而变化,受外界条件(如温度、浓度及溶剂等)的影响也比较小,它只是化合物分子结构的一种属性.上面已指出,偶合的强弱与偶合核之间的距离有关,对于来说,根据旋合核之间相距的键数分为同碳(偕碳)偶合、邻碳偶合和远程偶合三类.
★同碳偶合 如 C上氢核的偶合为同碳偶合,用表示(左上角的数字为两相距的单键数).同碳偶合常数变化范围非常大,其值与结构密切相关.如乙烯中同碳偶合J=2.3Hz,而甲醛中J=42Hz .同碳偶合一般观察不到裂分现象,要测定其裂分常数,需采用同位素取代等特殊方法.
★邻碳偶合 如为邻碳偶合,用表示.在饱合体系中的邻碳偶合是通过三个单键进行的,偶合常数大约范围为 16Hz.邻碳偶合在NMR谱中是最重要的,在结构分析上十分有用,是进行立体化学研究最有效的信息之一.与邻碳上两个所处平面的夹角有关,如图16.14所示(称为Karplus曲线).
可见
为150~180o时,最大;
为0~30o,也很大;
为60~90o,最小;
为90o,约为0.3Hz;
碳原子的取代基电负性增加时,减小,如 及的为8.0和7.0.对于型的邻碳偶合,由于质子处于同一平面,两面角中只能是0o(顺式)或180o(反式),而,所以(顺式)>(反式).
★远程偶合 相隔四个或四个以上键的质子偶合,称为远程偶合.远程偶合常数较小,一般小于1Hz,通常观察不到,若中间插有键,或在一些具有特殊空间结构的分子中,才能观察到.根据偶合常数的大小,可以判断相互偶合的氢核的健的连接关系,帮助推断化合物的结构.但目前尚无完整的理论来说明和推算,而人们已积累了大量偶合常数与结构关系的经验数据,供使用时查阅.
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偶合常数的计算公式是什么?
偶合常数的计算公式是(A减B)乘300。d峰将确定两个化学位移ppm值相减,然后乘以相应的核磁仪器频率如300M核磁,乘以300即可,t峰(A减B)乘核磁仪器频率,化学位移标注中间B峰的。
偶合常数的特点
在磁场作用下,分子中的质子会产生自旋,邻近质子之间也会产生相互影响从而影响对方的核磁共振吸收,这种相互作用称为自旋偶合,自旋偶合的度量称为自旋的偶合常数couplingconstant。
当自旋体系存在自旋-自旋偶合时,核磁共振谱线发生分裂,由分裂所产生的裂距反映了相互偶合作用的强弱,称为偶合常数单位为Hz,自旋裂分氢核不是总表现为单峰,有时表现为多重峰,分辨率较低时一般为单峰,但在高分辨率下变为多重峰。
耦合常数是什么?
耦合常数(coupling constant)是标志粒子通过相互作用转化过程强度的参数。
电子可放出或吸收光子,电子和电磁场的耦合常数就是电子的电荷。耦合常数可以是有一定量纲的实量,不同的粒子转化过程的耦合常数不同。
理论诠释
在用场论语言描述时,耦合常数是描写粒子转化的相互作用拉格朗日量密度中的系数参量g。由于粒子转化的概率总是正比于耦合常数g的平方,有时又把α=g/4r称为耦合常数。电子和电磁场的耦合常数按原始的定义就是电子的电荷g=-e,按后一定义就是:α=g2/4π=e2/4π。
在量子论中,耦合常数用来表征作用强度。强相互作用的耦合常数是电磁力的104倍,是弱相互作用的105倍,是引力的1040倍。
耦合常数指的是什么?
耦合常数(coupling constant)是标志粒子通过相互作用转化过程强度的参数。电子可放出或吸收光子,电子和电磁场的耦合常数就是电子的电荷。耦合常数可以是有一定量纲的实量,不同的粒子转化过程的耦合常数不同。在量子论中,耦合常数用来表征作用强度。强相互作用的耦合常数是电磁力的104倍,是弱相互作用的105倍,是引力的1040倍。
偶合常数的一般规律
一组磁等价的核如果与另外n个磁等价的核相邻时,这一组核的谱峰将被裂分为2nI+1个峰,如I=1/2,裂分峰数目等于n+1个,通常称为“n+1规律”。如某组核既与一组n个磁等价的核偶合,又与另一组m个磁等价的核偶合,且两种偶合常数不同,则 裂 分 峰 数 目 为 (n+1)(m+1)。
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