实验室分析--化学位移基础知识化学位移的表示

化学位移采用相对数值表示:以某一标准样品的共振峰为原点,测出样品各峰与原点的距离。化学环境中的电子受磁场作用而产生的感应磁场与磁场的磁场强度成正比,因此,由感应磁场的屏蔽作用所引起的化学位移的大小也与磁场的磁场强度成正比。由于实际的核磁共振波谱仪具有不同的频率或磁场强度,于是,若用频率或磁场强度表示化学位移,则不同的仪器测出的数值是不同的。为了使在不同仪器上测定的化学位移数值一致,通常用参数δ表示共振谱线的位置,δ值就是化学位移值:

或

或以上二式中,HR为标准样品的共振磁场强度,HS为样品的共振磁场强度;为标准样品的共振频率,υs为样品的共振频率。乘10⁶是因为△H和HR相比,△υ 和υR相比,仅为百万分之几,为了使δ值较为易读易写,所以乘10⁶。

由于上述化学位移的计算公式中分子相对于分母小几个数量级,υR又比较接近核磁共振仪的频率,因此,也有文献将化学位移的计算方法表示为: 

式中,υE为核磁共振仪的频率。

标准样品一般采用四甲基硅[(CH₃)₄Si],它只有一个单峰。早期曾将四甲基硅的单峰的δ值定为零,在它左边的峰的δ值定为负值,在它右边的峰的δ值定为正值。同时还有采用 τ 值的,把四甲基硅单峰的τ 值定为10,因此τ =10+δ。

1970年,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)建议,化学位移一律采用δ值且规定四甲基硅(TMS)单峰的δ值为零,在它左边的峰的δ值为正值,右边的峰的δ值为负值,和早期规定的正好相反。