题目
下列化合物按mathrm(^1H)化学位移值从大到小排列正确的是：（ ）a. mathrm(CH)_2=mathrm(CH)_2 b. mathrm(CH)=mathrm(CH) c. mathrm(HCHO) d. mathrm(C)_6mathrm(H)_6A a、b、c、dB a、c、b、dC c、d、a、bD d、c、b、a
下列化合物按$\mathrm{^1H}$化学位移值从大到小排列正确的是：（ ）
a. $\mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2$ b. $\mathrm{CH}=\mathrm{CH}$ c. $\mathrm{HCHO}$ d. $\mathrm{C}_6\mathrm{H}_6$
A a、b、c、d
B a、c、b、d
C c、d、a、b
D d、c、b、a
题目解答
答案
分析各化合物中氢核的化学位移：
- c. HCHO 中醛氢受羰基强吸电子效应影响，δ ≈ 9-10 ppm，最高。
- d. C₆H₆ 中苯环氢受芳香环各向异性影响，δ ≈ 7-8 ppm，次高。
- a. CH₂=CH₂ 中烯烃氢 δ ≈ 4.5-5.5 ppm，中等。
- b. CH≡CH 中炔烃氢 δ ≈ 2-3 ppm，最低。
综上，化学位移顺序为：c > d > a > b。
答案：C. c、d、a、b
解析
本题考查的是不同类型有机化合物中氢核的$\mathrm{^1H}$化学位移值大小比较。解题的关键在于了解各类化合物中氢核所处的化学环境，以及不同官能团和结构对氢核化学位移的影响。
各类化合物化学位移分析
- 甲醛（$\mathrm{HCHO}$）：
- 甲醛分子中，醛基（$\mathrm{-CHO}$）的羰基具有很强的吸电子诱导效应。羰基中的氧原子电负性较大，会吸引与之相连的氢原子周围的电子云，使氢原子周围的电子云密度降低。
- 根据化学位移的原理，电子云密度越低，氢核所感受到的有效磁场强度就越大，化学位移值也就越大。所以甲醛中醛氢的化学位移$\delta$约为$9 - 10$ ppm，在这几种化合物中是最高的。
- 苯（$\mathrm{C}_6\mathrm{H}_6$）：
- 苯环具有芳香性，其电子云分布形成了一个大$\pi$键。这种大$\pi$键会产生各向异性的磁场效应。
- 在苯环平面上下方，磁场方向与外加磁场方向相反，会使处于该区域的氢核感受到的有效磁场强度减小；而在苯环平面周围，磁场方向与外加磁场方向相同，会使处于该区域的氢核感受到的有效磁场强度增大。苯环上的氢原子正好处于磁场增强的区域，所以其化学位移$\delta$约为$7 - 8$ ppm，化学位移值次高。
- 乙烯（$\mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2$）：
- 乙烯分子中存在碳 - 碳双键，双键的$\pi$电子云也会产生一定的各向异性效应。
- 与苯环相比，双键的这种效应较弱，所以乙烯中烯烃氢的化学位移$\delta$约为$4.5 - 5.5$ ppm，化学位移值处于中等水平。
- 乙炔（$\mathrm{CH}\equiv\mathrm{CH}$）：
- 乙炔分子中存在碳 - 碳三键，三键的$\pi$电子云分布与双键不同。
- 三键的各向异性效应使得炔烃氢周围的电子云密度相对较高，氢核感受到的有效磁场强度较小，所以其化学位移$\delta$约为$2 - 3$ ppm，在这几种化合物中是最低的。
综上，这几种化合物中氢核的化学位移顺序为：$\mathrm{HCHO}>\mathrm{C}_6\mathrm{H}_6>\mathrm{CH}_2=\mathrm{CH}_2>\mathrm{CH}\equiv\mathrm{CH}$，即$c > d > a > b$。