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[[File:Menthol Proton Spectrum.jpg|thumb|431px|'''Example <sup>1</sup>H NMR spectrum''' (1-dimensional) of a mixture of [[menthol]] [[enantiomer]]s plotted as signal intensity (vertical axis) vs. [[chemical shift]] (in ppm on the horizontal axis).  Signals from spectrum have been assigned [[hydrogen]] atom groups (a through j) from the [[Chemical structure|structure]] shown at upper left.]]
'''核磁共振氢谱''' (也称'''氢谱''', 或者 '''<sup>1</sup>H 谱''') 是一种将[[分子]]中[[氢-1]]的[[核磁共振]]效应体现于[[核磁共振波谱法]]中的应用。可用来确定分子结构。<ref>R. M. Silverstein, G. C. Bassler and T. C. Morrill, ''Spectrometric Identification of Organic Compounds'', 5th Ed., Wiley, '''1991'''.</ref>  当样品中含有氢，特别是同位素氢-1的时候，核磁共振氢谱可被用来确定分子的结构。氢-1原子也被称之为氕。

简单的氢谱来自于含有样本的溶液。为了避免溶剂中的质子的干扰，制备样本时通常使用[[氘代溶剂]]（氘= <sup>2</sup>H， 通常用D表示），例如：[[氘代水]]D<sub>2</sub>O，[[氘代丙酮]](CD<sub>3</sub>)<sub>2</sub>CO，[[氘代甲醇]]CD<sub>3</sub>OD，[[氘代二甲基亚砜|氘代二甲亚砜]](CD<sub>3</sub>)<sub>2</sub>SO和[[氘代氯仿]]CDCl<sub>3</sub>。同时，一些不含氢的溶剂，例如[[四氯化碳]]CCl<sub>4</sub>和[[二硫化碳]]CS<sub>2</sub>，也可被用于制备测试样品。

历史上，氘代溶剂中常含有少量的（通常0.1%）[[四甲基硅烷]]（TMS）作为内标物来校准[[化学位移]]。TMS是正四面体分子，其中所有的氢原子化学等价，在谱图中显示为一个单峰，峰的位置被定义为化学位移等于0 ppm<ref>{{Cite web |url=http://orgchem.colorado.edu/Spectroscopy/nmrtheory/chemshift.html |title=The Theory of NMR - Chemical Shift |access-date=2015-02-27 |archive-date=2015-01-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150123064108/http://orgchem.colorado.edu/Spectroscopy/nmrtheory/chemshift.html |dead-url=no }}</ref> 。TMS易于挥发，这样有利于样品的还原。现代的核磁仪器可以以氘代溶剂中残余的氢-1（如：CDCl<sub>3</sub>中含有0.01% CHCl<sub>3</sub>）峰作为参照，因此现在的氘代试剂中通常已经不再添加TMS。

氘代溶剂的应用允许核磁共振仪磁场强度<math>B_0</math>的自然漂移可以被氘频率-磁场锁定（也被描述为氘锁定或者磁场锁定）所抵消。为了实现氘锁定，核磁共振仪监视着溶液中氘信号的共振频率，通过对<math>B_0</math>的调整来保持共振频率的恒定<ref>{{US patent reference| number = 4110681| y = 1978| m = 08| d = 29| inventor = Donald C. Hofer; Vincent N. Kahwaty; Carl R. Kahwaty| title = NMR field frequency lock system}}</ref>。另外，氘信号也可以被用来更加准确的定义0 ppm，这是因为氘代溶剂的共振频率以及其与TMS的共振频率之差都是已知的。

大部分有机化合物的核磁共振氢谱中的表征是通过介于+14 ppm到-4 ppm范围间化学位移和自旋偶合来表达的。质子峰的积分曲线反映了它的丰度。

简单的分子有着简单的谱图. [[氯乙烷]]的谱图中包含一个位于1.5 ppm的三重峰和位于3.5 ppm的四重峰，其积分面积比为3:2。[[苯]]的谱图中只有位于7.2 ppm处的单峰，这一较大的化学位移是芳香环中的反磁性环电流的结果。 

通过与[[13碳核磁共振|碳-13核磁共振]]协同使用，核磁共振氢谱成为了表征分子结构的一个强有力的工具。

==化学位移==
[[化学位移]]符号'''δ'''虽称不上精准但广泛存在，因此常常作为谱学分析中的重要参考数据。范围一般在 ±0.2 [[Parts per million|ppm]] ，有时更大。确切的化学位移值取决于分子的结构、[[溶剂]]、[[温度]]及该NMR分析所用的[[磁场强度]]及其他相邻的[[官能团]]。氢原子核对键结氢原子[[杂化轨道]]和[[电子效应]]敏感。核子经常因吸引电子的官能团去屏蔽。未屏蔽的核子会反应较高的δ值，而有屏蔽的核子δ值较低。

官能基如[[羟基]]（-OH）、[[羧酸盐|酰氧基]]（-OCOR）、[[烷氧基]]（ -OR ）、[[硝基化合物|硝基]]（-NO<sub>2</sub> ）和[[卤素]]吸电子的取代基。 这些取代基会使C<sub>α</sub>上相连的氢峰向低场移动大约2-4 ppm， C<sub>β</sub>上相连的氢峰向低场移动大约1-2 ppm。  C<sub>α</sub> 是与取代基直接相连的碳原子，  C<sub>β</sub> 是与C<sub>α</sub> 相连的碳原子。[[羰基]]，[[碳碳双键]]和[[芳香环]]等含“sp<sup>2</sup>” 杂化碳原子的基团会使其C<sub>α</sub>上相连的氢原子峰向低场移动约1-2 ppm 。

需要注意的是，活泼的质子如[[羟基]] （-OH）、[[胺基]]（-NH<sub>2</sub>）、[[硫醇|巯基]]（-SH）不会形成明显的化學位移。 不过，这些峰可以通过活泼氢与[[重水|D<sub>2</sub>O]]中的氘的交换作用而消失，因此可以被用来鉴定特征峰。 
{| border="1" cellpadding="2" align="left" class="wikitable sortable"

!Width="200"|官能团
!Width="100"|CH<sub>3</sub>
!Width="100"|CH<sub>2</sub>
!Width="100"|CH
|-
|CH<sub>2</sub>R
|0.8
|1.3
|1.6
|-
|C=C
|1.6
|2.0
|2.6
|-
|C≡C
|1.7
|2.2
|2.8
|-
|C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>
|2.3
|2.6
|2.9
|-
|F
|4.3
|4.4
|4.8
|-
|Cl
|3.0
|3.4
|4.0
|-
|Br
|2.7
|3.4
|4.1
|-
|I
|2.2
|3.2
|4.2
|-
|OH
|3.3
|3.5
|3.8
|-
|OR
|3.3
|3.4
|3.7
|-
|OC<sub>6</sub>H<sub>5</sub>
|3.8
|4.0
|4.3
|-
|OCOR
|3.6
|4.1
|5.0
|-
|OCOC<sub>6</sub>H<sub>5</sub>
|3.9
|4.2
|5.1
|-
|OCOCF<sub>3</sub>
|4.0
|4.4
|/
|-
|CHO
|2.2
|2.4
|2.5
|-
|COR
|2.1
|2.2
|2.6
|-
|COOH
|2.1
|2.3
|2.6
|-
|COOR
|2.0
|2.3
|2.5
|-
|CONR<sub>2</sub>
|2.0
|2.1
|2.4
|-
|CN
|2.1
|2.5
|3.0
|-
|NH<sub>2</sub>
|2.5
|2.7
|3.0
|-
|NR<sub>2</sub>
|2.2
|2.4
|2.8
|-
|NRC<sub>6</sub>H<sub>5</sub>
|2.6
|3.0
|3.6
|-
|NR<sub>3</sub><sup>+</sup>
|3.0
|3.1
|3.6
|-
|NHCOR
|2.9
|3.3
|3.7
|-
|NO<sub>2</sub>
|4.1
|4.2
|4.4
|-
|SR
|2.1
|2.5
|3.1
|-
|SOR
|2.6
|3.1
|/
|-
|=O (脂肪醛)
|/
|/
|9.5
|-
|=O (芳香醛)
|/
|/
|10
|-
|M-H (金属的氢配合物)
|/
|/
|-5 to -15
|}
{{clear}}

==自旋偶合裂分==
在一维核磁共振氢谱中，自旋耦合引起的峰分裂相关于与该原子耦合的H的磁环境的数目，以及每种磁环境（magnetic environment）<ref>{{Cite web|url=https://www.thespectroscopy.com/nmr/nmr-spectroscopy-an-overview/|title=Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR spectroscopy) – An Overview|accessdate=|author=|date=|publisher=|archive-date=2021-01-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20210108092956/https://www.thespectroscopy.com/nmr/nmr-spectroscopy-an-overview/|dead-url=no}}</ref>下H的数目、自旋耦合常数（单位：Hz）。每一种磁环境会引起一次峰分裂，而峰分裂的形态则取决于该磁环境下H的数目，以及相关的耦合常数。

理论上而言，在足够低的温度下，每一个耦合的H都与峰H有着不同的耦合常数；但在实际中一些H由于对称性以及热运动（如甲基上的三个氢会快速旋转）会无法在NMR中区分耦合常数。这使得从结果上而言，在某一种磁环境下若包括n个H，则会使原峰分裂成n+1个；同时，磁环境的数目等同于自旋耦合裂分的次数。

例如，在H<sub>2</sub>C=CH-CH<sub>3</sub>的<sup>1</sup>H NMR中，二号C上的H会因为自旋耦合而形成三重-四重峰（或四重-三重峰，取决于耦合常数的大小）：两种磁环境；一种下有2个H，一种下有3个H。如果足够清晰，在图谱上会有3*4=12个小尖。

==碳卫星峰和旋转边峰==

==另见==
*[[质谱法]]
*[[波普尔标记法]] – 用来表示耦合自旋系统的字母。

==参考文献==
{{reflist}}
{{refbegin}}
{{refend}}

==外部链接==
* [http://www.wfu.edu/~ylwong/chem/nmr/h1/ <sup>1</sup>H-NMR Interpretation Tutorial] {{Wayback|url=http://www.wfu.edu/~ylwong/chem/nmr/h1/ |date=20121219061330 }}
<!--* [http://book.nmrguide.info Introduction to proton NMR]-->
* [http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng Spectral Database for Organic Compounds] {{Wayback|url=http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng |date=20130114222220 }}
* [https://web.archive.org/web/20090127045729/http://www.chem.wisc.edu/areas/reich/handouts/nmr-h/hdata.htm Proton Chemical Shifts]
* [https://web.archive.org/web/20150227091824/http://nmr.chinanmr.cn/guide/eNMR/1dcont.html 1D Proton NMR] 1D NMR experiment

<!---{{NMR by isotope}}-->

{{DEFAULTSORT:Proton Nmr}}
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[[Category:光谱学]]