1.原子核化學等價
當分子中的兩個或多個質子被分子構型中所存在的對稱性(對稱元素)或分子的快速旋轉機制作用后,質子的位置可以相互交換時則這些質子是化學等價質子。
2.對稱化學等價
在分子構型中找出所存在的對稱元素(對稱軸、對稱面、對稱中心、更迭對稱軸等),通過對稱操作后,可以相互交換位置的質子稱為對稱化學等價質子。對稱化學等價質子又分為等位的質子和對映異位的質子。
關于分子的對稱元素和對稱操作請參考有機化學的相關內容。
3.等位質子
當分子中兩個相同配體(原子或原子團)被分別用另一個相同的配體取代后所得到的兩個分子可以疊合時,這兩個配體就是等位配體(或稱同位配體)。與對稱軸相關的對稱化學等價質子就是等位質子,它們在手性的或非手性的環境中化學位移都是相同的。
4.對映異位質子
將分子中的兩個相同配體分別用另一個相同的配體取代后得到的兩個取代產物若互為對映異構體,則原化合物中被取代的兩個配體叫作對映異位配體。分子中沒有對稱軸,但與其他對稱元素相關的對稱化學等價質子都是對映異位質子,對映異位質子在非手性溶劑中為化學等價質子。但在光學活性溶劑或酶產生的手性環境中,對映異位質子在化學上不再是全同的,即在核磁共振氫譜中可以顯示偶合。
5.非對映異位質子
將分子中的兩個相同配體分別用另一個相同的配體取代后得到的兩個取代產物若互為非對映異構體,則原化合物中被取代的兩個配體叫作非對映異位配體。非對映異位質子在任何環境中都是化學不等價質子。
6.前手性碳原子上配體的等價性
以X表示前手性碳原子上的兩個相同基團。兩個X的關系可以通過分子中是否存在一平分XCX角的對稱面來判斷。如果存在,則兩個X是對映異位的,它們的化學位移相同;如果不存在,則兩個X是非對映異位的,它們的化學位移不相同。關于前手性的概念請參考有機化學的相關內容。
7.快速旋轉化學等價
如果分子的內部運動(如C-C單鍵的旋轉)相對于核磁共振躍遷(α? β)所需的時間是快的,則分子中本來不是化學等價的核,由于處在一個平均化的化學環境中而表現為化學等價。這種現象叫作快速旋轉化學等價。如果這個過程較慢,則不等價性就會表現出來。