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一、自旋-自旋裂分

每一個質(zhì)子看作一個自旋的小磁體，其自旋產(chǎn)生的磁場與外磁場方向一致或相反，且概率基本相等。

偶合常數(shù)J不隨外加磁場強度的變化而改變。若核磁共振圖譜中的兩峰之間的距離隨B0改變而改變，則可判定它們是由兩個化學位移不同的核給出的信號，若不隨B0改變，則是由自旋－自旋偶合裂分造成的。

二、偶合機制

 偶和機制的一般解釋是由Ramsey提出Fermi接觸機制。即假設兩個原子核X和Y，它們之間以鍵連接。鍵上任何一個電子與X核（Y核）在空間同一點可以存在一定時間。如果X核（I=1/2）的自旋為+1/2，則靠近它的電子自旋必是-1/2，也就是說，核自旋極化了電子自旋，根據(jù)Pauli原理，軌道上另一個成鍵電子自旋必是+1/2，于是只有當Y核自旋為-1/2時，自旋為+1/2的第二個電子才能和Y核占據(jù)空間同一點。因此，X核自旋為+1/2和Y核自旋為-1/2才是有利的，即體系勢能降低；若Y核自旋為+1/2，則勢能升高。X核自旋按這種方式影響Y核躍遷能量。如圖一，這兩種不同躍遷的能量差稱為偶合常數(shù)。

圖一   X核自旋對Y核自旋勢能的影響

三、偶合常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

1）同碳質(zhì)子（相隔兩個化學鍵）之間的偶合所造成的峰的裂分現(xiàn)象，一般觀察不到。

2）鄰碳質(zhì)子間的偶合是*重要的，它的偶合常數(shù)(³JHH)在結(jié)構(gòu)鑒定中十分有用。³JHH的大小遵循Karplus曲線

3）相隔四個或四個以上σ鍵的質(zhì)子偶合，稱遠程偶合。遠程偶合很弱，一般觀察不到，若中間插入π鍵，或在一些具有特殊空間結(jié)構(gòu)的分子中，才能觀察到。

四、化學全同與磁合同

1）同一分子中化學位移相等的質(zhì)子稱化學全同質(zhì)子，化學全同質(zhì)子具有相同的化學環(huán)境。

2）如果有一組質(zhì)子是化學全同質(zhì)子，當它與組外的任一磁核偶合時，其偶合常數(shù)相等，這組質(zhì)子稱磁全同質(zhì)子。

五、一級圖譜自旋偶合裂分規(guī)律（只適合于I為1/2的磁核）

1） 一個（或一組磁全同）質(zhì)子與一組n個磁全同質(zhì)子偶合，該質(zhì)子的信號發(fā)生（n+1）重裂分。

2）一個（或一組磁全同）質(zhì)子A與兩組質(zhì)子（M n、X m）偶合，且 JAM=JAX (即M n、X m類似磁全同質(zhì)子），共振信號裂分為（n+m+1）重峰。

丙烷中亞甲基質(zhì)子與兩組甲基質(zhì)子的偶合屬此類情況，結(jié)果裂分為七重峰。

3）一個（或一組磁全同）質(zhì)子A與兩組質(zhì)子（M n、Xm）偶合，且 JAM≠JAX，則共振信號裂分為（n+1）（m+1）重峰。

4）裂分峰的強度比符合二項式(a+b)n展開后各項系數(shù)之比。

5）一組多重峰的中點，就是該質(zhì)子的化學位移值。

6）磁全同質(zhì)子之間觀察不到自旋偶合裂分，如C₁CH₂CH₂Cl中四個質(zhì)子屬磁全同，所以共振信號為單峰。

7）當20>△v/J>6時，為近似一級圖譜。各峰強度不呈對稱分布，對相互偶合的兩組峰，外側(cè)峰強度小于內(nèi)側(cè)峰。