【正确答案】在外磁场的作用下,核外电子会产生方向相反的感应磁场,即屏蔽作用,使原子核实际感受到的磁场强度减弱,共振频率随之改变。由于核所处的化学环境不同,导致核周围电子云密度不同所引起的共振吸收峰的位移现象称为化学位移。
影响化学位移的因素主要是核周围的化学环境(分子的结构)不同产生的诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键作用和溶剂效应等因素。
诱导效应:与氢核相连基团的电负性越强,吸电子作用越强,质子周围电子云密度降低,屏蔽作用减弱,信号在低场出现,化学位移值增大。共轭效应:基团通过π-π、p-π以及n-π共轭效应,导致氢核周围电子云密度增加,信号向高场移动,化学位移值减小;反之,信号移向低场。磁各向异性:化学键尤其是π键,会产生次级磁场,并通过空间距离和方向影响邻近氢核的化学位移大小和正负,称为磁各向异性效应。有些区域次级磁场与外磁场一致,增强外磁场的作用为去屏蔽区(-),吸收峰位于低场;有些区域次级磁场与外界磁场反向,减弱了外磁场的作用,是屏蔽区(+),吸收峰位于高场。氢键:在O、N、S原子上的质子形成氢键后,质子周围电子云密度下降,信号向低场移动,化学位移值增大。形成分子内氢键,其化学位移的改变与自身结构有关,与浓度无关;形成分子间氢键,其化学位移与浓度和溶剂的性质有关。溶剂效应:不同溶剂具有不同的磁各向异性效应,能以不同的方式与分子相互作用使化学位移变化。同一溶剂对不同样品中不同基团产生的化学位移的影响也不同。
化学位移可以推断核所处的化学环境或基团类型。
【答案解析】