Kärnmagnetisk resonans ( NMR ) är en av de mest kraftfulla verktyg som moderna organiska kemister . Med NMR-data , att bestämma strukturen av små molekyler blir en relativt snabb ( om inte helt smärtfri ) process. Ett av de begrepp som du behöver för att tolka NMR-data är den kemiska skift , vilket ger dig en del viktig information om väte eller kolatomer i en molekyl . Spin
kärnor av atomer har en egenskap som kallas spinn . Spinn värde för en kärna är beroende av antalet protoner och neutroner som det innehåller. Vissa kärnor har ett kärnspinn på 0 , andra av halv , ytterligare andra av 1 och så vidare . Om en kärna har ett skilt från noll spinn värde , det kallas NMR – aktiva , och det fungerar lite som en liten magnet , skapar sitt eget magnetfält . Och precis som en magnet , när ett externt magnetfält tillämpas, det kan ställa sig på fältet eller mot den.
Absorption
< p> Om en kärna är orienterad så dess magnetfält motverkar det externa magnetfältet , kommer det att vara högre i energi. Följaktligen , vid en viss tidpunkt , de flesta av de NMR – aktiva kärnor i ett prov kommer att vara i linje med det yttre magnetfältet , eftersom detta är ett lägre energitillstånd. Du kan ändra detta, men genom att bombardera provet med radiovågor vid olika frekvenser . Om radiovågorna har en energi exakt lika med skillnaden mellan de två orienteringarna möjliga för en NMR – aktiva kärnan , kommer det att absorberas ; annars kommer den att passera rakt igenom . Addera Elektroner
gör det yttre magnetfältet inte bara påverkar atomkärnor , men det orsakar också elektronerna runt kärnan för att flytta . Denna ström skapar ett magnetfält som motsätter sig det yttre fältet , så det ” sköldar ” kärnan från det yttre fältet , och fältet att kärnan faktiskt känns minskar. Ju större elektrontätheten kring en kärna , desto mer ” avskärmade ” det kommer att bli . En NMR spektroskopet blaster provet med radiovågor med olika frekvenser för att se vilka frekvenser absorberas . Högre frekvenser har mer energi , så ju högre frekvens som absorberas , desto mindre avskärmad kärnorna som absorberas den.
Graph
NMR-data är oftast tryckt på en graf som ser ut som en serie av vertikala linjer eller ”toppar ”. Den kemiska skift är den horisontella positionen för var och en av dessa toppar . Kemiska skift mäts i förhållande till en standard som kallas tetrametylsilan ; detta sätt kemister kan kompensera för skillnader i de maskiner som används av olika labb . Större kemiska skift innebär kärnorna är ” deshielded , ” medan mindre kemiska skift innebär kärnorna är mycket skärmade . En kemist kan ta denna information och använda den för att räkna ut var olika atomer är placerade i en molekyl . Addera