仪器分析课件

第八章质谱分析法MassSpectrometry，MS第一节 概述分子？1、质谱仪的发展史

1912年: 世界第一台质谱装置

40年代: 质谱仪用于同位素测定

50年代： 分析石油

60年代： 研究GC-MS联用技术

70年代： 计算机引入

80年代： 研究LC-MS联用技术

90年代： 研究蛋白质分析技术LC-MS2、质谱的作用

质谱法是一种按照离子的质核比（m/z）大小对离子进行分离和测定的方法。 质谱法的主要作用是：（1）准确测定物质的分子量（2）根据碎片特征进行化合物的结构分析 分析时，首先将分子离子化，然后利用离子在电场或磁场中运动的性质，把离子按质核比大小排列成谱，此即为质谱。3、质谱法分类：按用途分有机质谱无机质谱同位素质谱按原理分单聚焦质谱双聚焦质谱四极质谱飞行时间质谱回旋共振质谱按联用方式分气质联用液质联用质质联用第二节 质谱分析的原理与仪器一、质谱分析的过程与原理1、进样化合物通过汽化引入离子化室；2、离子化在离子化室，组分分子被一束加速电子碰撞（能量约70eV），撞击使分子电离形成正离子；M——M++e或与电子结合，形成负离子M+e——M—3、离子也可因撞击强烈而形成碎片离子：4、荷电离子被加速电压加速，产生一定的速度v，与质量、电荷及加速电压有关：5、加速离子进入一个强度为H的磁场，发生偏转，半径为：将（1）（2）合并：当r为仪器设置不变时，改变加速电压或磁场强度，则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器，形成质量谱，简称质谱。

进样系统(inletsystem)

离子源(ionsource)

质量分析器（massanalyzer） 检测器（detecter） 真空系统（Vacuumsystem）二、质谱仪的组成1、样品引入系统

气体——直接导入或用气相色谱进样 液体——加热汽化或雾化进样 固体——用直接进样探头进样系统LaserAblationofPlasticsApplyingDifferentWavelenghts1064nm308nm248nm对于蒸汽压低的样品进行衍生化后进样例如：葡萄糖变成三甲基硅醚的衍生物OCH2OHOHOHHOHOOCH2OSiMe3OSiMe3OSiMe3Me3SiOMe3SiOMe3SiCl

2、离子源(ionsource)主要作用是使分析物的分子离子化电子电离源(electronionizationEI)化学电离源(chemicalionizationCI)快原子轰击(fastatombombardmentFAB)电喷雾源(electronsprayionizationESI)大气压化学电离（atmosphericpressurechemicalionizationAPCI)基质辅助激光解吸电离（matrixassistedlaserDesorptionionizationMALDI)（1）电子电离源(electronionizationEI)

由阴极发射电子束，通过离子化室到达阳极，电子能量70eV，有机化合物的电离电位8-15eV。 可在平行电子束的方向附加一弱磁场，使电子沿螺旋轨道前进，增加碰撞机会，提高灵敏度。特点：

碎片离子多，结构信息丰富， 有标准化合物质谱库；不能汽化的样品不能分析；有些样品得不到分子离子；（2）化学电离源(chemicalionizationCI)CH4+eCH4+

+2eCH4+

+CH4CH5++CH3

结构与EI同，但是在离子化室充CH4，电子首先将CH4离解，其电离过程如下：生成的气体离子再与样品分子M反应：

CH5++

MCH4+MH+特点：

得到一系列准分子离子（M+1）+，（M-1）+，（M+2）+等等；CI源的的碎片离子峰少，图谱简单，易于解释；不适于难挥发成分的分析。

（3）快原子轰击(fastatombombardmentFAB)

高能量的Xe原子轰击涂在靶上的样品，溅射出离子流。 本法适合于高极性、大分子量、低蒸汽压、热稳定性差的样品。

FAB一般用作磁式质谱的离子源。（4）电喷雾源(electronsprayionizationESI)

结构：喷嘴，雾化气，干燥气 原理：喷雾蒸发电压喷雾针带电液滴溶剂挥发样品离子小孔板喷雾针尖电压小孔板电压电场方向图2-1样品在ESI接口中的离子化过程特点：适用于强极性，大分子量的样品分析如肽，蛋白质，糖等2产生的离子带有多电荷3主要用于液相色谱质谱联用仪（5）Matrix-assistedLaserDesorptionIonization-MALDI特点：生物大分子特别是蛋白质分子量的测定3、质量分析器(massanalyzer)1单聚焦分析器（singlefocusingmassanalyzer）2双聚焦分析器（doublefocusingmassanalyzer）3四极杆分析器(quadrupoleanalyzer)4离子阱分析器(Iontrap)5飞行时间分析器(timeofflight）6富立叶变换离子回旋共振（Fouriertranformioncyclotronresonance）（1）单聚焦分析器（singlefocusingmassanalyzer）1）结构：扇形磁场（可以是1800900600等）原理：由（3）式可知：

离子的m/Z大，偏转半径也大，通过磁场可以把不同离子分开； 当r为仪器设置不变时，改变加速电压或磁场强度，则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器，形成质谱。（2）双聚焦分析器（Doublefocusingmassanalyzer）为什么要双聚焦： 进入离子源的离子初始能量不为零，且能量各不相同，加速后的离子能量也不相同，运动半径差异，难以完全聚集。解决办法： 加一静电场Ee，实现能量分散：

对于动能不同的离子，通过调节电场能，达到聚焦的目的。

双聚焦分析器的特点：分辨率高（3）四极杆分析器(quadrupoleanalyzer)直流电压Vdc交流电压Vrf频率为射频区结构: 四根棒状电极，形成四极场

1，3棒：(Vdc+Vrf) 2，4棒：-(Vdc+Vrf)原理： 在一定的VdcVrf下，只有一定质量 的离子可通过四极场，到达检测器。

在一定的（Vdc/Vrf)下，改变Vrf可实 现扫描。特点： 扫描速度快，灵敏度高 适用于GC-MS++-雾化气喷雾针小孔板气帘气聚焦环一级四极杆碰撞四极杆二级四极杆碰撞气小孔电压

聚焦环电压

一级四极杆电压碰撞四极杆电压二级四极杆电压图2-2MS/MS仪器结构图；各项主要电参数及气体参数含义170937765图2-5m/z=170的分子离子峰的子离子扫描图[M1+H+]m/z170m/z93m/z77m/z65（4）离子阱分析器IonTrapAnalyzer特点：

结构简单 灵敏度高 适于小型联用仪器（GC-MS）（5）飞行时间分析器TimeofFlightAnalyzer

试样入口电子发射栅极1 -270V栅极2–2.8kV接收器抽真空特点仪器结构简单,不需要磁场、电场等；扫描速度快，可在10-5s内观察到整段图谱；无聚焦狭缝，灵敏度很高；可用于大分子的分析（几十万原子量单位），在生命科学中用途很广；4、真空系统离子源的真空度应达到10-3-10-5Pa，质量分析器应达到10-6Pa。真空装置：机械真空泵 扩散泵 分子涡轮泵5、检测器(detector)

电子倍增器6、检测器的性能指标（1）质量范围指所能检测的M/Z范围四极质谱 M/Z小于或等于1000磁式质谱 M/Z可达到几千飞行时间质谱 M/Z可达到几十万（2）扫描速度指扫描一定质量范围所需时间

例如GC-MS： M/Z1-1000所需时间<1s（3）分辨率R质谱对相邻两质量组分分开的能力例如：CO+ 27.9949 N2+ 28.0061四极质谱恰好能将此分开.但是: ArCl+ 74.9312 As+ 74.9216需要用高分辨质谱.(4)灵敏度 指信噪比大于10时的样品量。第三节 常见化合物的质谱一、烃类质谱1、烷烃71574329正构烷烃的裂解规律：（1）质谱特征是具有质量相差14（CH2）单位的CnH2n+1系列；（2）碎片离子C3以上强度递减，因为碎片可继续分裂，但C3可重排为CH3CHCH3而稳定；（3）异构烷烃（支链烷烃）分支处易断裂：+例如5-甲基十五烷 C10H21—CH—C4H9CH3169852、烯烃（1）具有烷烃的特征（2）易发生烯丙断裂，生成很强的烯丙离子CH2=CH—CH2 M/Z=41CH2=CH—RR—CH2—CH2—CH2—CH=CH2+3、芳烃易发生苄基断裂，生成苄基离子C2H2-26C2H2 -26M/Z91M/Z91M/Z39M/Z6539 65 9192M/Z二、杂原子的质谱(1)醇和酚醇类 （1） 杂原子存在，形成M/Z31的离子 和M—1的离子； （2） 失水生成M—18离子。CH3—CH2—OH（M/Z46） CH2=OH M/Z31CH3—CH2—OH（M/Z46） CH3—CH=OHM/Z45C3H7—CH—CH3OHC3H7CHOHCH—CH3OHM/Z=73M/Z=45M/Z=88M-H2OM-CH3M-1M45 707388酚类：（1）失去C=O M/Z 28（2）失去H2O M/Z 18（3）具有苯的特征（2）醛、酮、醚

辛酮—4CH3CH2CH3—C—CH2CH2CH2CH3OM/Z 12843715785M/Z 128 85 71 57 43再例如 对羟基苯甲醛醚类 乙基异丁基醚CH3—CH2—CH—O—CH2—CH3CH3—断裂—断裂（3）卤素化合物R—X+ R++X

R—CH2X+ R

+CH2=X+如果是长链烃类，则可能有下列途径（4）胺类CH3（CH2）8—CH2—NH2+CH3（CH2）8.CH2=NH2+M/Z=30醇、醚、酮等化合物均无此分裂。三、分裂和重排（1）麦氏重排（Mclafferty） 在辛酮-4的质谱中，除43、57、71、85和128的质谱峰外，还有一个很高的峰，质量58，以及另两个峰，质量86和100。这是由于发生了重排：+++M/Z=86M/Z=100++M/Z=86M/Z=100++M/Z=58M/Z=58+++麦氏重排的规律（1）双键及r位置上有H原子；（2）双键范围有酮、醛、酸、酯、C=N、以及烯烃、苯环化合物等。+++麦氏重排的规律（1）双键及r位置上有H原子；（2）双键范围有酮、醛、酸、酯、C=N、以及烯烃、苯环化合物等。（2）环状分子的分裂例如：环己烯可以生成丁二烯和乙烯再例如：解释下列化合物的质谱M/Z=108的来源M/Z=108+第四节 有机化合物的质谱分析一、分子量的确定规律：1、分子离子峰一定是质谱中质量数最大的峰；2、分子离子峰应有合理的质量丢失：

例如：在比分子离子峰小4-14及20-25质量单位处不应有离子峰出现，因为一个有机化合物不可能失去4-14个氢而不断链，但如果断链，失去最小碎片应为CH3，质量数为15，同理，不可能失去20-25质量单位。3、质量数符合氮规律，即有机化合物含奇数氮原子，分子量为奇数，含偶数氮原子（包括0氮原子），分子量为偶数。例如： 元素 价数 原子量

C 4 12 偶偶

0 2 16 偶偶

P 3-5 31 奇奇

N 3 14 奇偶4、如果确认无分子离子峰，则应在仪器上想办法。二、分子式的确定 可利用Beynon同位素丰度表确定。因为同一元素的不同同位素丰度不同。例如：CO、C2H2、N2的质量数都是28，但同位素丰度不同，因此可加以区分。例如：某化合物分子量为150，M/Z150、151和152的 强度比为：

M（150） 100% M+1（151） 9.9% M+2(152) 0.9%查表可知为C9H10O2三、分子结构的确定1、确定化合物的不饱和度2、确定碎片离子例如：已知C8H8O2（136）（1）不饱和度为5，怀疑有苯环；（2）碎片峰77、51，为苯环特征；（3）136-105=31是（—CH2OH，—OCH3）丢失；（4）105-77=28是（CO，C2H4）丢失。因此，结构可能是（见教材473页）。四、有机混合物分析1、气相色谱-质谱联用（GC-MS)2、液相色谱-质谱联用（LC-MS）3、质谱-质谱联用（MS-MS）操作程序：（1）总离子流图（2）选择性离子扫描（3）质量解析GCMS24113410677图3-3对图3-1b中峰3的正离子碎片扫描图第二章原子发射光谱法AtomicEmissionSpectrometry(AES)OpticalEmissionSpectrometry(OES)第一节概述

原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。一、原子发射光谱分析过程光源单色器检测器原子发射光谱分析经历的过程

蒸发——原子化——激发定性分析——由于待测原子的结构不同，因此发射谱线特征不同定量分析——由于待测原子的浓度不同，因此发射强度不同hvE1E0二、原子发射光谱仪器的发展历史 19世纪50年代发现原子发射现象,20世纪30年代得到迅速发展.

原子发射光谱法在新元素发现方面作出很大贡献: RbCsGaInTlPrNdSmHo TmYbLuHeNeArKrXe火焰电弧ICP感光板 光电倍增管 CCD三、原子发射光谱分析的特点1、具有多元素同时分析能力2、既可进行定性、也可进行定量分析3、具有较高的灵敏度和选择性（ng/ml~pg/ml）4、仪器较简单（与X射线荧光、ICP质谱法相比）缺点：不适于部分非金属元素如卤素、惰性气体元素等的分析

目前原子发射光谱法广泛应用于冶金、地质、环境、临床等样品中痕量元素的分析第二节原子发射光谱分析的理论基础一、定性分析基础——原子光谱与原子结构原子由原子核和绕核运动的电子组成。每一个电子的运动状态可以用4个量子数来描述：1、主量子数n：决定电子的主要能量E； 取值为K、L、M、N。。。。2、角量子数l：决定电子绕核运动的角动量 取值为s、p、d、f。。。3、磁量子数ml：决定电子绕核运动的角动量沿磁场方向 的分量：4、自旋量子数ms：决定自旋角动量沿磁场方向的分量 两个取向：顺磁场和反磁场方向

但是，由于核外电子之间的相互作用，原子的核外电子排布并不能准确表征原子的能量状态，而需用光谱项来表征：式中n为主量子数L为总角量子数，外层价电子角量子数

li

的矢量和 L的取值：对两个价电子耦合所得的总角量子数L，取值为（l1+l2），（l1+l2-1），（l1+l2-2），。。。。。

l1-l2

，取值为L=0，1，2，3……相应的符号为S,P,D,F,…。 S为总自旋量子数，多个价电子的总自旋量子数是单个价电子自旋量子数的矢量和，取值为： J为内量子数，是原子的各价电子总轨道角动量L与总自旋角动量S相耦合得出的，取值为：若有个值例如：Na原子的基态电子结构是： （1s）2（2s）2（2p）6（3s）1

价电子为（3s）1n=3；L=0;S=½J=½只有一个光谱支项为: 32S1/2

钠原子的第一激发态的光学电子是(3p)1L=1，S=1/2，2S+1=2，J=1/2、3/2，故有两个光谱支项，32P1/2

与32P3/232P1/232P3/232S1/2例2 镁原子基态的电子组态是3s2,L=0，S=0，2S+1=1，J=0只有一个光谱支项31s0镁原子第一激发态的电子组态是3s13p1由于L=1，S=0、1，2S+1=1或3，有两个光谱项：

31PJ当S=0，J=1，只有光谱支项31P1

33PJ当S=1，J=2，1，0，故有三个光谱支项31P1

33P2——33P1——33P0是三重态。这三个光谱支项的能量稍有不同。由此可见，由于L与S相互作用，每一个光谱项有2S+1个不同J值，即2S+1个光谱支项。（2S+1）是代表光谱项中光谱支项的数目，称为光谱项的多重性。

31S0光谱选择定则

并不是原子内所有能级之间的跃迁都是可以发生的，实际发生的跃迁是有限制的，服从光谱选择定则。对于L-S耦合，这些选择定则是：（1）在跃迁时主量子数n的改变不受限制。（2）ΔL=±1，即跃迁只允许在S与P之间、P与S或D之间、D与P或F之间产生，等等。（3）ΔS=0，即单重态只能跃迁到单重态，三重态只能跃迁到三重态等等。（4）ΔJ=0、±1，但当J=0时，ΔJ=0的跃迁是禁戒的。例如钠原子基态的电子组态是3s相应的原子态是32S1/2第一激发态电子组态是3p相应的原子态是32P1/2与32P3/2电子在这两能级之间跃迁产生大家所熟知的钠双线:Na588.996nmNa589.593nm钠原子第二激发态的电子组态是3d相应的原子态为32D3/2与32D5/2当电子在3p与3d之间跃迁时，有四种可能的跃迁：32P1/2-32D5/2、32P1/2-32D3/2、32P3/2-32D5/2、32P3/2-32D3/2实际上只观察到后三种跃迁，因这种跃迁ΔJ=2，是禁戒的。32P1/232P3/232S1/2

31S033P2—33P1—33P0

不同元素的原子因能级结构不同，因此跃迁所产生的谱线具有不同的波长特征。根据谱线特征可以进行发射光谱定性分析。31P1二、定量分析基础——谱线强度及其影响因素

已经知道，在激发光源作用下，原子被激发，处于激发态的原子不稳定，10-8s内又向低能级跃迁，并发射特征谱线

E=Eu-El=hul=hC/EoElEu频率反映了单个光子的能量，强度是群体谱线总能量

若激发态原子密度为nu，每个原子单位时间内发生Aul次跃迁（跃迁几率）则 Iul=Aul

hulnu

根据Boltzmann公式nunM=guZe-EuKT因为 nM=

no+nununo=gugoe-EuKT统计权重式中Z=gj

e-

称为原子的配合函数EiKT nM是基态和激发态原子密度之和，但不是气相中分析物的总浓度。在等离子体中还存在电离平衡和离解平衡：即M+e M++2eMX M+X如果等离子体中气态分析物总浓度为

nt

即

nt=nM+nM++nMX电离度x=nM+nM+nM+(1)离解度

=nMnM+nMX(2)(3)则由上式可得nM=(1-x)

1-(1-

)x

ntnM+

=x

1-(1-

)ntnMX=(1-x)(1-

)1-(1-

)x

nt可见当电离度x和离解度保持恒定，nM,nM+,nMX均与nt成正比代入 Iul=

Aul

hulnu

guZe-EuKT(1-x)

1-(1-

)x

nt=Aul

hul在多数场合，离解度

=1gZeEuKT(1-x)ntIul=Aul

h

气相分析物与分析物浓度C之间存在的关系为

nt=CB—等离子体中气态分析物粒子平均停留时间

—分析物蒸发速度常数B—自吸收系数guZ-EuKT(1-x)

A=Aul

hul

guZ-EuKT(1-x)CBIul=Aul

hul

令Iul=ACB

logI=BlogC+logA或（罗马金-赛伯公式）ee-上式表明：1、logI与logC成正比，构成定量分析的基础；2、影响发射强度的因素有Eu Iul T Iul

Iul X IulguZ-EuKT(1-x)CBIul=Aul

hul

e-I~CI~nu nu/nM

Boltzman分布I~nM nt=nM+nM++nMX

（

，x）I~nt nt=CBI~C思考题： 离子线的强度与等离子体中的离子密度有关，试根据上述思路求离子谱线的强度与浓度间的关系。第三节发射光谱分析的仪器光源单色器检测器一、激发光源激发光源的作用是提供试样蒸发、原子化、激发所需的能量。

对激发光源的要求是：温度高稳定，重现背景小（无或少带光谱）简便、安全1、火焰光源2、电弧光源分为直流光源和交流光源两种（1）直流光源LAVEDC220V<30ARG阳极阴极分析特性电极温度高，弧焰中心温度为5000-7000，有利于试样的蒸发除石墨电极产生的氰带光谱外，背景比较浅电弧在电极表面无常游动，且有分馏效应，重现性比较差谱线容易发生自吸收现象分馏效应——不同物质因沸点不同而导致蒸发速度不 同的效应AE~220VR1R2GG’C1C2L1L2(2)低压交流电弧分析特性电极温度较直流电弧略低弧焰稳定，适于定量分析灵敏度与直流电弧相似3、高压电容火花光源DDCLGG’RRL’TE~分析特性火花作用于电极的面积小，时间短，电极温度低，不适于难蒸发的物质火花放电的能量高，能激发激发电位很高的原子线或离子线稳定性好，适于定量分析电极面积小，适于微区分析

电弧和火花光源适于固体样品分析，但温度低，基体影响严重，需要寻找更高蒸发、原子化和激发的光源4、基体效应 基体效应指试样组成对谱线强度的影响。这种影响主要发生在试样的蒸发和激发过程中。（1）光源蒸发温度与试样成分有关基体含大量低沸点物质——电极由低沸点物质控制， 蒸发温度低基体含大量高沸点物质——电极由高沸点物质控制， 蒸发温度高基体含不同沸点物质—— 出现不同的蒸发顺序，影 响谱线强度（2）光源激发温度与试样主体成分的电离电位有关 电离电位越高，光源激发温度越高，影响谱线强度。样品标准guZ-(1-x)

CBIul=Aul

hul

EuKTe-5、ICP光源（InductivelyCoupledPlasma)ICP—— 是指由电子、离子、原子、分子所组成 的在总体上显中性的物质状态冷却气（10-19l/min）辅助气（0-1l/min）气溶胶载气（0.5-3.5l/min）焰心区（10000K）内焰区（6000-8000K）尾焰区（〈6000K）ICP的工作原理：

当有高频电流通过线圈时，产生轴向磁场，这时若用高频点火装置产生火花，形成的载流子（离子与电子）在电磁场作用下，与原子碰撞并使之电离，形成更多的载流子，当载流子多到足以使气体有足够的导电率时，在垂直于磁场方向的截面上就会感生出流经闭合圆形路径的涡流，强大的电流产生高热又将气体加热，瞬间使气体形成最高温度可达10000K的稳定的等离子炬。感应线圈将能量耦合给等离子体，并维持等离子炬。当载气载带试样气溶胶通过等离子体时，被后者加热至6000-7000K，并被原子化和激发产生发射光谱。ICP的组成：

1、高频发生器和感应圈

高频发生器的作用是产生高频磁场以供给等离子体能量。应用最广泛的是利用石英晶体压电效应产生高频振荡的他激式高频发生器，其频率和功率输出稳定性高。频率多为27-50MHz，最大输出功率通常是2-4kW。

感应线圈一般以圆铜管或方铜管绕成的2-5匝水冷线圈。

2、炬管和供气系统

等离子炬管由三层同心石英管组成。

外管通冷却气Ar的目的是使等离子体离开外层石英管内壁，以避免它烧毁石英管。采用切向进气，其目的是利用离心作用在炬管中心产生低气压通道，以利于进样。

中层石英管出口做成喇叭形，通入Ar气维持等离子体的作用，有时也可以不通Ar气。

内层石英管内径约为1-2mm，载气载带试样气溶胶由内管注入等离子体内。用Ar做工作气的优点是，Ar为单原子惰性气体，不与试样组分形成难解离的稳定化合物，也不会象分子那样因解离而消耗能量，有良好的激发性能，本身的光谱简单。3、试样引入系统试样气溶胶由气动雾化器或超声雾化器产生。预混合型原子化器助燃气试样预混合室废液排放口雾化器雾化器混合室ICPICP的分析特性

趋肤效应：在ICP中，因高频电流的趋肤效应，电流形成环状结构，涡流主要集中在等离子体的表面层内，造成一个环形加热区，其中心是温度较低的中心通道，气溶胶顺利进入等离子体内；自吸收效应小温度高，基体成分多被分解，因此试样成分的变化对ICP影响很小。不需电极，无电极污染，无氰带影响，加热方式有良好稳定性；电子密度很高，电离干扰可不与考虑缺点固体进样较困难，对气体和非金属灵敏度低雾化效率低设备和维持费高焰心区呈白色，不透明，是高频电流形成的涡流区，等离子体主要通过这一区域与高频感应线圈耦合而获得能量。该区温度高达10000K，电子密度很高，由于黑体辐射、离子复合等产生很强的连续背景辐射。试样气溶胶通过这一区域时被预热、挥发溶剂和蒸发溶质，因此，这一区域又称为预热区。尾焰区在内焰区上方，无色透明，温度较低，在6000K以下，只能激发低能级的谱线。ICP焰分为三个区域： 焰心区、内焰区和尾焰区。内焰区位于焰心区上方，一般在感应圈以上10-20mm左右，略带淡蓝色，呈半透明状态。温度约为6000-8000K，是分析物原子化、激发、电离与辐射的主要区域。光谱分析就在该区域内进行，因此，该区域又称为测光区。二、单色器作用： 将复合光按照不同波长分开光学性能： 单色器分为光栅和棱镜两类，其光学性 能用三个指标衡量1、色散率：棱镜：角色散率D=d/d

线色散率Dl=dl/d=Dfsin

照相物镜

f照相物镜焦距

焦面与主光线夹角因为2msinA/21-n2sinA/2D=d/d=dnd

dn2Bd

=棱镜的线色散率与波长有关，波长越长，线色散率越小光栅：d

dmdcos

=dldmfdcos

=d-光栅常数；m-光栅级次；f-物镜焦距；-衍射角

在光栅法线附近，cos~1，即在同一级光谱中，色散率基本不随波长而改变。 这是光栅优于棱镜的一个优点。d（sini

sin

）

=m

dl实际中常用倒线色散率d/dl表示色散程度倒线色散率指单位距离上两根谱线的波长差。122、分辨率R=

Fe三线310.0671nm310.0369nm309.9971nm3100.0302>10000—=mNM—光栅级次N—刻痕总数3、集光本领表示光谱仪光学系统传递辐射的能力EBL=E：感光板焦面所得辐射通量B：入射于狭缝的光源亮度光栅的闪耀特性：光栅衍射的能量中，不同波长的分配是不均匀的。辐射能量最大的波长称为闪耀波长。从光栅的闪耀特性出发，使分析所需的波长的能量达到最大，是原子发射光谱闪耀光栅的特点。

中阶梯光栅闪耀角大，因此可通过增大闪耀角，利用高光谱级次m来提高线色散率。

B中阶梯光栅 中阶梯光栅（Echelle光栅）是精密刻制的具有宽平刻痕的特殊衍射光栅。它看上去类似于普通的闪耀平面光栅，区别在于光栅每一阶梯的宽度是其高度的几倍，阶梯之间的距离是欲色散波长的10-200倍，闪耀角大。

=

Bm0.05光栅适用的波长范围例如：某一光栅的闪耀波长为500nm，其适用的波长范围为

m=1 333-1000nm m=2 200-333nm一级闪耀波长因为利用高级次光谱，光谱级的重叠现象十分严重。为了解决这一问题，采用了二维色散技术。用一个低色散光栅或棱镜在垂直于中阶梯方向先将各级次光谱色散开，用一个中阶梯光栅在水平方向再将同一级光谱内的各波长辐射色散。因此，中阶梯光栅光谱仪得到的是二维色散的光谱图。水平方向谱带代表光谱级次，自下而上光谱级次增加；同一水平谱带是色散的各波长谱线。原子发射光谱分析对单色器的要求是：1、色散率大且与波长无关；2、分辨率大（能分开Fe三线0.03nm）；3、集光本领强（使分析所需的波长的能 量达到最大）目前常用中阶梯光栅光谱仪三、检测器摄谱仪多道光谱仪单道扫描仪全谱直读仪感光板PMTPMTCCD1、感光板感光层（AgX）玻璃层感光板用于作为检测器的原理：

感光板将谱线的强度变为黑度SS=lgi0ii0感光乳剂未暴光部分的透射光强度

i

暴光变黑部分的透射光强度S与曝光量H的关系可由实验得出

SlogHS0logH0暴光不足暴光过度暴光正常曝光量正常情况下：S=

（logH-logH0）

称为感光板的反衬度，表示感光板对光信号的敏感程度。与波长有关，但在250-350nm范围内几乎不变。由于曝光量H与照度E呈正比：H=Et，而照度E又与原子的辐射强度I呈正比，故黑度S可以表征原子的辐射强度因此，乳剂特性曲线可由下列参数绘出

S~logI乳剂特性曲线的绘制方法： 谱线组法(p.143)

阶梯减光板法 旋转扇形板法I1 I2 I3 I4S1 S2 S3 S4SlgII为阶梯减光板透过光强度阶梯减光板法摄谱法的主要优点是：1、仪器简单2、适于较宽的波长范围（一次可分析70多个元素）摄谱法的主要缺点是：1、操作麻烦（摄谱、冲洗、读谱、测黑度）2、定量误差较大发展了光电直读法光谱范围打拿极数工作电压2.光电倍增管光电倍增管的外壳由玻璃或石英制成，内部抽真空，阴极涂有能发射电子的光敏物质，如Sb-Cs或Ag-O-Cs等，在阴极C和阳极A间装有一系列次级电子发射极，即电子倍增极D1、D2…等。阴极C和阳极A之间加有约1000V的直流电压，当辐射光子撞击光阴极C时发射光电子，该光电子被电场加速落在第一被增极D1上，撞击出更多的二次电子，依次类推，阳极最后收集到的电子数将是阴极发出的电子数的105-108倍。光电倍增管的特性用以下参数表征：1）暗电流和线性响应范围 在入射光的光谱成分不变时，光电倍增管的光电流强度i与入射光强度Ii成正比：即

i=kIi+i0式中，Ii为对应于该电流的入射光强度，k为比例系数，i0为暗电流。暗电流指入射光强度为零时的输出电流，它由热电子发射及漏电流引起。因此，降低温度及降低电压都能降低暗电流。光电元件的暗电流愈小，质量就愈好。2）噪声和信噪比 在入射光强度不变的情况下，光电流也会引起波动。这种波动会给光谱测量带来噪声。光电倍增管输出信号与噪声的比值，称为信噪比。信噪比决定入射光强度测量的最低极限，即决定待测元素的检出限。只有将噪声减小，才能有效地提高信噪比，降低元素的检出限。3）灵敏度和工作光谱区在入射光通量为1个单位（流明）时，输出光电流强度的数值，称为光电倍增管的灵敏度。若用公式表示，灵敏度为式中，i为输出光电流强度，F为入射光通量。光电倍增管的灵敏度随入射光的波长而变化。这种灵敏度，称为光谱灵敏度。4）工作电压和工作温度 在入射光强度不变的情况下，光电倍增管供电电压的变化会影响光电流的强度。因此，必须采用稳压电源供电，工作电压的波动不许超过0.05%。当电压升高到一定值后，光电倍增管即产生自发放电。这种自发放电会使光电元件受到损坏。因此，工作时不许超过光电倍增管允许的最高电压。此外，工作环境的温度变化也会影响光电流的强度。因此，光电倍增管必须在温度波动不大的环境中工作，特别不能在高温的环境中工作。5）疲劳和老化 入射光强度较大或照射时间较长，会引起光电流的衰减。这种现象称为疲劳现象。疲劳后在黑暗中经过一些时间可以恢复灵敏度的，称为可逆疲劳。疲劳后无法恢复灵敏度的，称为不可逆疲劳或老化。在正常情况下，老化过程是进行得很慢的。如果入射光较强，产生超过1mA的光电流，光电倍增管就可能因老化而损坏。2.1多道光谱仪检测系统光源单色器PMT读谱速度快只可同时分析十余种元素光栅狭缝反射镜2.2单道扫描光谱仪检测系统可多元素同时分析读谱速度慢3、CCD检测器（Charge-CoupledDevices,中文译名是电荷耦合器件）

CCD是一种新型固体成像器件，它是在大规模硅集成电路工艺基础上研制而成的模拟集成电路芯片，借助必要的光学和电路系统，它可以将景物图象通过输入面空域上逐点的光电信号转换、储存和传输，在其输出端产生一视频信号，并经末端显示器同步显示出人眼可见的图象。在原子发射光谱中采用CCD的主要优点是：速度快，35S检测70种元素；动态响应范围和灵敏度达到甚至超过PMT

性能稳定，耐过度曝光，比PMT结实耐用(1)CCD工作原理：

CCD由许多光敏像元组成，每一个像元就是一个MOS电容器或光敏二极管。当一束光子照射于MOS电容器(或光敏二极管)上时，衬底中处于价带的电子将吸收光子的能量而跃迁进入导带，产生电子-孔穴对。P金属层SiO2衬底hvhvEg价带导带导带-价带间能量差Eg称为半导体的禁带宽度。

在一定外加电压EG下，Si-Si02界面上多数载流子-孔穴被排斥到底层，在界面处感生负电荷，中间则形成耗尽层，而在半导体表面形成电子势阱。势阱形成后，随后到来的信号电子就被存贮在势阱中。由于势阱的深浅可由电压大小控制，因此，如果按一定规则将电压加到CCD各电极上，使存贮在任一势阱中的电荷运动的前方总是有一个较深的势阱处于等待状态，存贮的电荷就沿势阱从浅到深做定向运动，最后经输出二极管将信号输出。由于各势阱中存贮的电荷依次流出，因此根据输出的先后顺序就可以判别出电荷是从哪个势阱来的，并根据输出电荷量可知该像元的受光强弱。N+P+++++-----+-E不同衬底材料Eg不同，器件具有不同的光谱特性，

Eg=1.24/cSi Eg=1.12eV c=1.1umGe 1.8 1.8InAs 0.39 3.2P PPP(2)CCD的性能参数像元灵敏度或量子效率：收集到的电荷数和照射的光子数的比值；光谱响应范围分辨率：线阵CCD：256x1；1024x1；2048x1

面阵CCD：100x108；320x320；512x320；604x588；1024x1024噪音

S第四节原子光谱分析方法一、定性分析目前常用标准试样光谱比较法和铁谱比较法铁谱比较法——将试样与铁并列摄谱于同一光谱感光板上，然后将试样光谱与铁光谱标准谱图对照，以铁谱线为波长标尺，逐一检查欲检查元素的灵敏线，若试样光谱中的元素谱线与标准谱图中标明的某一元素谱线出现的波长位置相同，表明试样中存在该元素。铁谱比较法对同时进行多元素定性鉴定十分方便。AgPb二、半定量分析可采用谱线黑度比较法和光谱呈现法谱线黑度比较法： 比较某元素一系列标准的黑度，并与 样品对照光谱呈现法：同一元素的不同谱线黑度不同，浓度越低， 留下的谱线越少分析线——用于确定某一元素的特征谱线灵敏线——元素特征谱线中强度较大的谱线最后线——随浓度降低，谱线数目减小，直到最后消失的谱线三、定量分析常采用内标法，即选一内标元素，其含量已知设被测元素和内标元素含量分别为C和C0，分析线和内标线强度分别为I和I0，b和b0分别为分析线和内标线的自吸收系数，根据罗马金-塞伯公式，对分析线和内标线分别有

I=A1Cb

I0=A0C0b0

则 lgR=blgC+lgA内标法光谱定量分析的基本关系式式中内标法主要作用是抵消光源不稳定性的影响内标元素与内标线的选择原则是：（1）内标元素含量必须适量和固定；（2）内标元素与被测元素化合物在光源作用下应具有相似的蒸发性质；（3）分析线与内标线没有自吸或自吸很小，且不受其它谱线的干扰；（4）用原子线组成分析线对时，要求两线的激发电位相近；若选用离子线组成分析线对，则不仅要求两线的激发电位相近，还要求内标元素与分析元素的电离电位也相近。用一条原子线与一条离子线组成分析线对是不合适的；（5）若用照相法测量谱线强度，要求组成分析线对的两条谱线的波长尽量靠近。四、光谱定量分析方法1、校正曲线法2、标准加入法 在标准样品与未知样品基体匹配有困难时，采用标准加入法进行定量分析，可以得到比校正曲线法更好的分析结果。 标准加入法可用来检查基体纯度、估计系统误差、提高测定灵敏度等。1、配置相似组成的标准样品；2、采用标准加入法：C0 C1 C2 C3 C4 C5AC0C1C2 C3 C4 C5Cx思考题：原子发射光谱的背景怎样扣除？可以用黑度相减的方法吗？五、背景扣除方法1、离峰校正法 离峰校正法，是在被测谱线附近两侧测量背景强度、取其平均值作为被测谱线的背景强度Ib。 当用背景强度为内标时，背景校正更为简便。此时，谱线强度与背景强度比R的对数为：谱线的表观强度I1+b与背景强度Ib可直接测得， 取对数，就可以得到校正了背景之后的lgR值。2、等效浓度法（略）原子光谱分析仪器的发展趋势更灵敏 自动化、智能化、小型化更精密 色-光联用更快 更多的维数干扰更少 空间分辨能力更专用化 微量取样更便宜 集成式第6章核磁共振波谱法(NMR)NuclearMagneticResonanceSpectroscopy第一节概述

一、什么是NMR

NMR的研究对象

磁性核与电磁波的相互作用磁性核在磁场中磁性核：109种元素所有的核均带电荷，有些核具有角动量，即其电荷可以绕自旋轴自转(似带电的陀螺)磁棒在磁场中(a)MagneticfieldCirculatingcharge(b)(c)AschematicconnectionbetweennuclearspinandnuclearmagnetismAxisofspinMagnet图示：磁性核在外加磁场中的行为图1:(1)无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。

(2)放入磁场中，核的磁角动量取向统一，与磁场方向 平行或反平行图2:(1)无外加磁场时，磁性核的能量相等。

(2)放入磁场中，有与磁场平行（低能量）和反平行（高能量）两种，出现能量差

E=h

。用能量等于

E的电磁波照射磁场中的磁性核，则低能级上的某些核会被激发到高能级上去(或核自旋由与磁场平行方向转为反平行)，同时高能级上的某些核会放出能量返回低能级，产生能级间的能量转移，此即共振。NMR

利用磁场中的磁性原子核吸收电磁波时产生的能级分裂与共振现象。NSNSSNNS电磁波与不同种类核的作用NSNSNSSNSNNS不同频率频率强度二、NMR发展简史

1924年PauliW.假设

特定的原子核具有自旋和 磁矩，放入磁场中会产生能级分裂

1952年Standford大学的Bloch和Harvard大学的Purcell 独立证实了上述假设。获NobelPrize1953年，第一台NMR仪器

FT-NM 1971年，Jeener首次提出二维核磁共振；

1975～1976年间R.Ernst从理论和实践两方面对2DNMR 进行了深入的研究，获1991年NobelPrize2002年K.Wüthrich发明了利用核磁共振技术测定溶液 中生物大分子三维结构的方法,获2002年NobelPrize1944:I.Rabi1952:F.Bloch1952：E.M.Purcell1955:W.E.Lamb1955：P.Kusch1964:C.H.Townes1966:A.Kastler1977:J.H.VanVleck对NMR作过贡献的15位Nobel奖得主1981:N.Bloembergen1983:H.Taube1989:N.F.Ramsey1991:R.R.Ernst2002:KurtWüthrich14.2003：PaulLauterbur15.2003：PeterMansfield三、设计NMR仪器的关键考虑a)NMR产生的外因：外加磁场b)NMR信号产生的内因：样品是否吸收，由核的种类决定c)样品的吸收频率范围：无线电电磁波d)NMR谱记录：吸收峰频率(化学位移）与峰强度的关系300M核磁600M核磁第二节核磁共振理论基础一、核磁共振的产生1、磁性核和非磁性核自旋角动量与磁矩磁矩

原子核荷正电，当其绕轴旋转时产生电流，周围形成磁场，使得原子核存在磁距μ。 磁距μ与自旋角动量P成正比，比例常数为

：

=P

称为磁旋比，是原子核的重要属性（见下页图）。但是，不是所有的原子核都有磁性。经验规律：（1）原子核的总核自旋角动量P为零，此类核无NMR信号。 如4He,12C,16O，质子数与中子数相等。（2）自旋角动量P不为零，称为磁性核：I

0I

0的核为磁性核，可以产生NMR信号。

I=0的核为非磁性核，无NMR信号。自旋角动量P是量子化的，可用自旋量子数I表示。I为整数、半整数或零。原子核组成(质子数p与中子数n)与自旋量子数I的经验规则：p与n同为偶数，I=0。如12C,16O,32S等。p+n=奇数，I=半整数(1/2,3/2等)。如1H,13C,15N,17O,31P等。p与n同为奇数，I=整数。如2H,6Li等。I

0的核为磁性核，可以产生NMR信号。

I=0的核为非磁性核，无NMR信号。I=1/2的原子核，其电荷均匀分布于原子核表面，这样的原子核不具有四极矩，其核磁共振的谱线窄，最宜于核磁共振检测。

自旋量子数与原子核的质量数及质子数关系2、核磁共振的频率磁距μ与磁场B0的相互作用能E为

E=-μB0=PB0原子核间进行能级跃迁的能量为（选律m=

1）

=

B0/2

自旋量子数为1/2的核核磁矩与能级的关系

(a)地球重力场中陀螺的进动(b)磁场中磁性核的进动核的进动圆频率：

=2

=

B0核磁共振的产生

静磁场中，磁性核存在不同能级。用一特定频率的电磁波(能量等于

E)照射样品，核会吸收电磁波进行能级间的跃迁，此即核磁共振。

E=h

=(h/2)B0

=

B0/2

核磁共振的基本方程式讨论：（1）磁场固定时，不同频率的电磁波可使不同的核(

不同)产生共振；（2）同样的核(

一定)，改变磁场时，吸收频率不同。不同核的NMRB0=2.35T（特士拉）：

=25MHz时，13C共振；

分别为100MHz、94MHz、40.5MHz时，可分别观测1H,19F,31P核的吸收。磁性核的共振频率与外加磁场成比例：

B03、驰豫过程RelaxationProcess

热平衡时各能级上核的数目服从Boltzmann分布N

/N

=exp(-

E/kT)E=h

=

hB0/2

N

/N

=exp(-

hB0/2

kT)N

：高能级的原子核数N

：低能级的原子核数k：Boltzmann常数，1.38

10-23JK-1若1H核，B0=4.39T,20

C时，则：N

/N

=exp[-(2.68

108

6.63

10-34

4.39)/(2

1.38

10-23

293)]

=0.999967对于106个高能级的核，低能级核的数目：

N

=106/0.999967=1,000,033(a)核在

态与

态间达到热平衡的状态。(b)比(a)处于高热能的状态，不再有热平衡(c)两能级间原子核数目相等的饱和状态，在驰豫之前不再有净能量吸收驰豫过程：饱和状态时观测不到NMR信号。要观测到净能量吸收，必须有核从

态返回

态，此即驰豫过程。即必须保持上图的(a)或(b)状态。•

自旋-晶格驰豫(spin-latticerelaxation)：高能级核返回低能级时失去能量，该能量被周围分子吸收转变成热运动，称自旋-晶格驰豫。晶格既可以是结晶晶格，也可以是溶液中待测分子的溶剂分子群。自旋-晶格驰豫反映体系与环境的能量交换。自旋-晶格驰豫速度服从一级反应速率方程，自旋-晶格驰豫的时间用T1表示。•

自旋-自旋驰豫(spin-spinrelaxation)：样品分子核之间的相互作用。高能态的核把能量传给低能态而自己回到基态。这种弛豫不改变高、低能级上核的数目，但任一选定核在高能级上的停留时间(寿命)改变。自旋-自旋驰豫的时间用T2表示。驰豫的两种方式：4、NMR信号的灵敏度N

/N

=exp(

E/kT)=exp(

hB0/2

kT)由于

E/kT很小，

N

/N

1+

E/kT=1+

hB0/2

kT

N

B0，即：低能级核的数目与磁场强度呈线性关系，NMR信号的强弱随磁场强度成比例增加53年第一台仪器：B0=0.7T，1H共振于30MHz93年前后，用于NMR的超导磁体场强达17.5T，1H共振于750MHz化学系200MHz；300MHz；

600MHz；生物系500MHzNMR能检测的原子思考题目前核磁共振仪器主要用于研究氢谱。按照公式：

=

B0/2

所有化合物的氢谱都是一样的，怎么能用于研究物质分子的结构？二、核磁共振参数1、化学位移chemicalshift

核磁共振条件:

=

B0/2

。依此公式，只有单个质子峰

未考虑核外电子云的影响。实际上质子受到屏蔽作用氢核实际所受的磁场为：B0’=(1-

)B0

=[

B0’]/2

=

[

(1-

)B0]/2

：屏蔽常数即：1H核所处的化学环境不同，

不同，

也不同。特定质子的吸收位置与标准质子的吸收位置之差，称为该质子的化学位移，用

(ppm)表示。乙醇的氢谱乙醇的氢谱1H-NMR：TMS13C-NMR：TMS14N,15N-NMR：液NH317O-NMR：H2O19F-NMR：CFCl331P-NMR：85%H3PO4NMR标准物质的选择标准秃核(无屏蔽作用)或电子云密度非常大的核(屏蔽作用非常大，

=0)，例如：TMS四甲基硅烷TMS的优点1）单峰：TMS中所有质子等同，只有一个吸收峰2）TMS的屏蔽系数几乎比所有其他物质的都大(电子云密度大)，处在高场位置，化学位移定为零，则其他化合物H核的共振频率都在左侧3）一个分子中有12个等价H和4个等价C，故加入低含量如1-5%v/v的TMS可得到足够强的尖峰。4）TMS稳定，在大多数有机液体中的溶解性好，沸点低(b.p.=27

C)，蒸汽压高，可挥发除去，便于回收样品。5）TMS不溶于水，对于水溶液，有DDS和TSP-d4等钠盐替代品。它们的甲基H在几乎与TMS相同的位置出峰，亚甲基H

出一系列小峰，市售亚甲基H均为氘代产品。思考题采用高分辨的核磁共振谱仪获得的光谱发生谱线分裂现象，为什么？2、自旋-自旋耦合spin-spincoupling` 核自旋通过成键电子与附近相邻磁性核自旋间的相互作用所引起的NMR谱线分裂现象。 以下列分子结构单元为例分析谱线裂分现象：—C—C—HHHHHCH2对CH3的影响B0(2)(3)(1)(4)FielddirectionPossiblespinorientationsofmethyleneproton自旋同时相反，CH3三重峰右边的第一个峰。(1)(4)自旋同时相同，CH3三重峰左边的第一个峰。(2)(3)自旋相反，影响抵消。中间峰裂分为3，峰面积比——1:2:1。CH3对CH2的影响B0可能的组合方式:23=8种中间6组为两组等同的磁效应裂分为4峰面积比为1:3:3:1相邻原子上的质子数以n表示，则简单氢谱NMR谱线的裂分数为n+1。谱线分裂数的n+1规则:(a+b)n展开式的各项系数n 二项式展开系数 峰型111213311464115101051012345单峰双峰三重峰四重峰五重峰六重峰思考题为什么TMS（四甲基硅烷）只有一个峰？3、耦合常数J(couplingconstant)

谱线裂分产生的裂距，反映两个核之间的作用力强弱，单位Hz。与两核之间相隔的化学键数目关系很大：nJ：n化学键的个数。同碳上的氢，无耦合。不同种磁性核时，有耦合。相邻碳上的氢。如HA-CH2-CH2-HB,HA与HB的耦合。相隔4个化学键，耦合作用很弱。2J:3J:4J:4、峰面积反映某种原子核的定量信息。各峰组的面积之比反映了各官能团的氢原子数之比5、弛豫时间

与核在分子中所处的环境有关，因此可以表征分子大小、分子与溶剂的作用、分子运动的各向异性等。自旋-晶格驰豫时间(T1)： 高能级核返回低能级时失去能量，该能量被周围分子吸收转变成热运动，称自旋-晶格驰豫。晶格既可以是结晶晶格，也可以是溶液中待测分子的溶剂分子群。自旋-晶格驰豫反映体系与环境的能量交换。自旋-晶格驰豫速度服从一级反应速率方程，自旋-晶格驰豫的时间用T1表示。三、影响化学位移的因素

和红外光谱需要记忆一些官能团特征吸收频率一样，核磁共振波谱图谱解析的关键是要首先记住不同类型的质子的化学位移。 例如： CH3— 0.9左右

—CH2— 1.2左右

Ph—H 7-8之间1.常见官能团的氢谱A)CH30.9ppm(饱和)在高场出峰，峰强，易于辨认0.81.2;2.12.6;2.23.2;2.02.7;3.24.0

1H(CH3)(1)烷基：02ppm(烷烃)B)CH2

1H(CH2)1.17

2.47 3.40C)CH一般比CH2的值大0.3ppm(2)烯：一般

1Hc最大。(3)苯环：无取代基时，47ppm(6.5ppm左右较普遍)

1H=7.3ppm,单峰A)单取代a.烃基单取代一组峰，分辨不开b.使苯环活化的邻对位单取代邻对位质子受屏蔽作用，在高场，分辨不开间位质子在低场，三重峰c.间位定向基团的单取代苯环电子云密度降低，邻位质子受影响大Jab：710Hz；Jac：23Hz；Jad：01Hz

邻位质子受去屏作用，

大，粗略呈双峰；其它质子位移不大。B)二取代a.对位二取代最具特色，两对3J耦合四重峰，左右对称HA=7.27-0.8+0.3=6.77HB=7.27+1.0-0.15=8.12o-NO2:1.0;m-NO2:0.3o-NH2:0.8;m-NH2:0.15b.邻位二取代相同取代基时，谱图左右对称不同取代基时，谱图复杂c.间位二取代谱图复杂。中间质子显示粗略单峰。1、取代基的电负性屏蔽作用电子云密度电负性化学位移

与CH3连接基团的电负性对其质子化学位移的影响

化合物

(CH3)(CH3)4-Si,TMS 0.0定义

(CH3)3-Si(CD2)2CO2-Na+,TSP-d4 0 CH3I 2.2 CH3Br 2.6 CH3Cl 3.1 CH3F 4.3 CH3NO2 4.3 CH2Cl2 5.5 CHCl3 7.3 CH3—X的质子位移2、相连碳原子的S-P杂化CH3-CH3CH2=CH2CHCH0.95.82.9

酸度顺序(3)(2)(1)C杂化形式SP3SP2SP屏蔽作用减弱3、环状体系的环电流效应以苯环为例（环外H与磁场同向）环外氢:顺磁效应,去屏蔽

环内侧氢: