résonance magnétique nucléaire (RMN) est l'un des outils les plus puissants disponibles pour les chimistes organiques modernes. Les données de RMN, pour déterminer la structure des petites molécules est un processus relativement rapide (sinon totalement indolore). L'un des concepts dont vous avez besoin pour interpréter les données RMN est le déplacement chimique, ce qui vous donne des informations importantes sur les atomes d'hydrogène ou de carbone dans une molécule.
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Les noyaux des atomes ont une propriété appelée rotation. La valeur de spin d'un noyau en fonction du nombre de protons et de neutrons qu'il contient. Certains noyaux ont un spin nucléaire de 0, d'autres de 1/2, d'autres encore de 1 et ainsi de suite. Si un noyau a une valeur de spin non nul, il est appelé RMN-actif, et il agit un peu comme un petit aimant, créant son propre champ magnétique. Et tout comme un aimant, quand un champ magnétique externe est appliqué, il peut s'aligner sur le terrain ou contre elle.
Absorption
Si un noyau est orienté de sorte que son champ magnétique est en contradiction avec le champ magnétique externe, il sera plus riche en énergie. Par conséquent, à un moment donné, la plupart des noyaux actifs en RMN dans un échantillon sera aligné avec le champ magnétique externe, car cela est un état d'énergie plus faible. Vous pouvez changer cela, cependant, en bombardant l'échantillon avec des ondes radio à des fréquences différentes. Si les ondes radio ont une énergie exactement égale à la différence entre les deux orientations possibles d'un noyau actif en RMN, il sera absorbé; sinon, il va passer à travers.
Electrons
Le champ magnétique externe ne concerne pas seulement les noyaux atomiques, mais elle provoque aussi des électrons autour du noyau pour se déplacer. Ce courant crée un champ magnétique qui est opposée à la zone externe, de sorte qu'il "bouclier" du noyau à partir du champ externe, et le champ que le noyau se sent réellement est réduite. La plus grande densité électronique autour d'un noyau, le plus «protégé», il sera. Une RMN spectroscope blastes l'échantillon avec des ondes radio à des fréquences différentes pour voir quelles fréquences sont absorbées. Des fréquences plus élevées ont plus d'énergie, de sorte que plus la fréquence qui est absorbé, moins protégés les noyaux qui absorbait.
Graphique
les données RMN est généralement imprimé sur un graphique qui ressemble à une série de lignes verticales ou «pics». Le déplacement chimique est la position horizontale de chacun de ces pics. Les déplacements chimiques sont mesurés par rapport à une norme appelée tétraméthylsilane; cette façon les chimistes peuvent compenser les différences dans les machines utilisées par les différents laboratoires. Grandes déplacements chimiques signifient les noyaux sont "déblindés," tandis que les petits déplacements chimiques signifient les noyaux sont très protégés. Un chimiste peut prendre cette information et l'utiliser pour comprendre où différents atomes sont placés dans une molécule.