化學位移

化學位移（英語：Chemical shift）指的是原子核自旋在磁場中的核磁共振頻率相對於同種核的某個標準共振頻率數值的偏移，來源於不同的同種原子核所在的微觀環境的差異。在核磁共振波譜學中，化學位移表現為波譜上峰的位置，研究者可以通過譜圖中峰的數量、大小與相對位置其判斷研究樣品的分子結構，並將各個峰標定為分子中的某個原子，從而方便對該分子的進一步研究。化學位移的概念也有用於描述其他形式的波譜學（如光電子能譜學）中的信號。

在核磁共振過程中，作用於原子核的磁場除了靜態磁場外，還包括由分子軌道上的電子運動而產生的電流引起的局部磁場，以及鄰近電子與其他原子核的磁矩。這些微小磁場的強度與方向由局部分子結構所決定，包括鍵合原子的類型、鍵長、鍵角等，並對共振頻率或者說自旋能級產生微小的影響，通常只有百萬分比（ppm）的數量級，這也是衡量化學位移的單位。在實際應用中，化學位移的大小是相對於參考頻率或參考樣品給出的，通常是一個幾乎沒有扭曲電子分布的分子，例如四甲基硅烷（Si(CH₃)₄）。^[1]^[2]^[3]

計算公式

某一物質吸收峰的位置與標準質子吸收峰位置之間的差異稱為該物質的化學位移，常以 $\delta$ 表示：

$\delta ={\frac {\nu _{\mathrm {sample} }-\nu _{\mathrm {TMS} }}{\nu _{\mathrm {spectrometer} }}}\times 10^{6}$

式中，υ樣品為樣品吸收峰的頻率，υTMS為四甲基硅烷吸收峰的頻率。由於所得的數據很小，一般只有百萬分之幾，故乘以1000000。

英文公式：δ= (shift from TMS for a particular proton in Hz) / (spectrometer frequency in MHz)

在各種有機物分子中，與同一類基團相連的質子，它們都有大致相同的化學位移。

參考資料

^ Silverstein; Bassler; Morrill. Spectrometric Identification of organic Compounds 4th. Wiley. 1981. ISBN 978-0-471-09070-0.
^ Kemp, William. Organic Spectroscopy 3rd. Bloomsbury Publishing. 2017. ISBN 978-0-333-41767-6.
^ Balei, Metin. Basic ¹H and ¹³C-NMR spectroscopy. Elsevier. 2005. ISBN 978-0-444-51811-8.

外部連結

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[1] Silverstein; Bassler; Morrill. Spectrometric Identification of organic Compounds 4th. Wiley. 1981. ISBN 978-0-471-09070-0.

[2] Kemp, William. Organic Spectroscopy 3rd. Bloomsbury Publishing. 2017. ISBN 978-0-333-41767-6.

[3] Balei, Metin. Basic ¹H and ¹³C-NMR spectroscopy. Elsevier. 2005. ISBN 978-0-444-51811-8.

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