连接在杂原子(如O、N、s)上的质子是活性的。这种活性质子常常发生分子间质子交换或与溶剂质子交换反应。

例如 CH₃COOHa+HOHb—CH₃COOHb+HOHa

当质子的交换频率(Kr)符合下式：

k_r>>丌△v/√2

称为质子快速交换。△v指没有交换时两峰的间隔(△v=l va一vb1)。在这种快速交换体系的共振光谱中，以a和b表示的两交换质子合并为一个单峰。

快速质子交换形成的单峰的化学位移8值，是没有交换时两种质子δ值的加权平均值。可按下式计算：

δ=N_aδ_a+N_bδ_b

式中，δ_a、δ_b分别为没有交换时质子a和b的化学位移；N_a、N_b分别为交换过程中质子a和b的摩尔分数。

增加温度或有酸碱存在，均可加快交换反应速度。如醇中有微量酸，可加快交换反应。

醋酸、水和醋酸一水(1:1)混合溶液的1H—NMR谱。显然，混合溶液中两种活泼质子问发生快速交换产生单峰，化学位移δ=7.3与预测值完全一致。

在核磁共振光谱测定时，经常遇到重氢交换的情况。当测定含有OH、COOH、NH₂、SH等基团的化合物，若采用有机溶剂，则该类氢出现的位置随着样品的浓度、温度的不同而有所变动(氢键效应所致)，位置不固定且往往与其它的峰重叠，不易辨认。在这种情况下，一般可加入几滴重水，振摇后，再进行测试。此时，OH、NH、COOH等基团上质子被重氢交换，活泼质子峰消失，相应共振峰强度衰减或消失，而在δ：4.7处出现HOD的单峰。由此可辨认出该类活泼质子峰的位置。用重氢交换的方法也是判断原样品分子中是否含有或含有几个活泼氢的一种有效手段。对于易溶于水的样品，按上面方法处理时，样品有时会跑人水层，致使样品峰变小或几乎完全消失，应予注意。

羰基的a一氢在加重水后用氢氧化钠催化，同样能被重氢交换，从而使羰基a一氢峰强度减弱或消失。该法可用来检验羰基的存在。

有时也用乙酰化方法除去羟基峰干扰。伯醇乙酰化后，a一质子向低场位移约0.5ppm；仲醇乙酰化后，a一质子向低场位移约1.1ppm。故通过乙酰化前后a-质子化学位移的变化，即可区分样品是伯醇还是仲醇。这种现象称为“酰化位移”。羟基乙酰化后，在δ=2附近增加特征的乙酰基(CH₃C0一)单峰。叔醇虽然没有a-质子，但可以从乙酰化后乙酰基信号的增加确证羟基的存在。

溶剂的影响

 高分辨核磁共振光谱都是在溶液条件下进行测定。不同的溶剂对化合物的相互作用也不同。因而，同一化合物由于采用不同的溶剂，其化学位移可能也不完全相同，有时相差很大。这种由于溶剂不同而使化学位移发生改变的现象称为溶剂效应。例如三氯甲烷质子的化学位移为δ7.27，但在二甲亚砜中测定时，却增加到δ8.2，这是因为形成了瞬间氢键[(CH3)2：S=0…HCCL3，]所致。

由于溶剂效应的存在，在报道核磁共振光谱数据时，或与文献上已知化合物光谱进行比较时，都应注意所用的溶剂。  

核磁共振光谱测定时，有时选择适当的溶剂能使原来重叠或相距非常近的共振峰拉开，使谱图简化。如乙腈、N一烷基甲酰胺、醛、a，β一不饱和酮及一些芳香化合物，用苯做溶剂时，苯与样品分子可缔合成“瞬时配合物”。苯的各向异性效应，使不同质子受到不同的屏蔽效应，因而使共振信号拉开。

在苯溶液中，a—CH3上质子受苯环的屏蔽效应大于β—CH3上质子。因此，a—CH3质子比β一CH，质子更向高场位移，从而使N上两甲基化学位移拉得更开。

溶剂效应较好的溶剂有：苯、吡啶、丙酮、二甲基亚砜、三氟醋酸等。