Conţinut
Chimiștii organici utilizează o tehnică numită spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară sau RMN pentru scurt, pentru a analiza moleculele organice bazate pe hidrogen și carbon. Rezultatele testului într-un grafic înșelător de simplu arată un vârf pentru fiecare atom din moleculă. Definirea relației dintre ele - constanta de cuplare J - permite cercetătorilor să determine machiajul probelor.
Graficul RMN
Graficul RMN măsoară locația fiecărui ion prin modul în care rezonează în câmpul magnetic al spectroscopilor. Rezonanța se prezintă ca o serie de vârfuri. Fiecare vârf din grafic corespunde unui element din moleculă, deci o moleculă care conține un atom de carbon și trei atomi de hidrogen arată patru vârfuri. Fiecare grupare de vârfuri este denumită în general un multiplu, dar au, de asemenea, nume specifice determinate de numărul de vârfuri. Cei cu două vârfuri sunt numiți dupleti, cei cu trei vârfuri sunt triplete și așa mai departe. Unele sunt mai complicate: Patru vârfuri pot fi fie un cvadruplu, fie poate fi o dupletă de duplete. Diferența este că toate vârfurile dintr-un cvadruplet au aceeași distanță, în timp ce o dupletă de duplete ar arăta două perechi de vârfuri cu o distanță diferită între a doua și a treia vârf. Același lucru este valabil și pentru cvadruplete și alți multiplici: Vârfurile dintr-un multiplu dat au același spațiu relativ. Dacă distanțarea variază între ele, aveți o grupare de multiplici mai mici decât unul mare.
Convertirea Vârfurilor în Hertz
Vârfurile sunt măsurate în părți pe milion, ceea ce - în acest sens - înseamnă milionime din frecvența de funcționare a spectrografelor, dar constantele J sunt exprimate în hertz, deci va trebui să convertiți vârfurile înainte de a determina valoarea lui J. Pentru a face acest lucru, înmulțiți ppm după frecvența spectrografiei în hertz și apoi se împarte cu un milion. Dacă valoarea dvs. a fost de 1.262 ppm, de exemplu, și spectrograful dvs. a funcționat la 400 MHz sau 400 milioane hertz, aceasta oferă o valoare de 504,84 pentru primul vârf.
Sosind la J In a Duplet
Repetați calculul pentru fiecare vârf din multiplă și scrieți valorile corespunzătoare. Există calculatoare online pentru a accelera acest proces sau puteți utiliza o foaie de calcul sau un calcul fizic dacă doriți. Pentru a calcula J pentru un duplet, pur și simplu scade valoarea mai mică din cea mai mare. Dacă al doilea vârf are ca rezultat o valoare de 502,68, de exemplu, valoarea J ar fi 2,02 Hz. Vârfurile dintr-un triplet sau un cvadruplu au aceeași distanță, deci va trebui să calculați această valoare doar o singură dată.
J În multiplici mai complexi
În multiplici mai complexi, cum ar fi o dupletă de duplete, trebuie să calculați o constantă de cuplare mică în fiecare pereche de vârfuri și una mai mare între perechile de vârfuri. Există câteva modalități de a ajunge la o constantă mai mare, dar cel mai simplu este să scădem cel de-al treilea vârf din primul și cel de-al patrulea vârf din cel de-al doilea. Spectrograful are de obicei o marjă de eroare care este aproximativ mai mare sau minus 0,1 Hz, deci nu vă faceți griji dacă numerele variază ușor. Mediați cele două pentru a ajunge la cea mai mare constantă pentru acest exemplu specific.
Într-un duplex de triplete, se aplică același raționament. Constanta cea mai mică dintre cele trei vârfuri este identică, în limita spectrografelor de marjă de eroare, deci puteți calcula J alegând orice vârf în prima triplă și scăzând valoarea pentru vârful corespunzător din a doua triplă. Cu alte cuvinte, puteți scădea valoarea vârfului 4 din valoarea vârfului 1 sau valoarea vârfului 5 din valoarea vârfului 2, pentru a ajunge la constanta mai mare. Repetați după cum este necesar pentru multiplii mai mari, până când ați calculat J pentru fiecare set de vârfuri.