In molecula de nucleele atomice electroni înconjurate sunt combinate cu alte nuclee magnetice, în care câmpul magnetic efectiv în locația nucleului nu coincide cu cel mai mare câmp magnetic exterior, în care este plasat proba.
Să considerăm mai întâi C-H din tetrametilsilan (TMS) și acetonă
Fig.9 Distribuția de electroni legături C-H din tetrametilsilan și acetonă (cantitatea de tensiune a câmpurilor magnetice H0i Neffotobrazhaetsya săgeți groase) [1].
Densitatea de electroni în jurul protonului în TMS mai mult decât acetonă. strat mai puternic electroni mai puternic scuturi nucleul de H0 camp magnetic extern. Cu toate acestea, absorbția energiei este decisivă este câmpul magnetic efectiv în locația nucleului:
în cazul în care Heff - intensitatea câmpului în locația nucleului.
Pentru a monitoriza absorbția la o frecvență fixă ν a câmpului magnetic alternativ în ambele molecule la locul lor de protoni necesare pentru a atinge aceeași tensiune Heff. deoarece raportul giromagnetic al protonului în moleculă una și aceeași. Extern câmp magnetic H0 aceeași rezonanță pentru TMS proton ar trebui să fie mai puternică decât acetona rezonanță protonoa. Aceasta înseamnă că protonii din TMS ecranate mai mult decât în acetonă.
Se plasează amestecul acestor substanțe între poli magnetici, H0 intensitatea câmpului pentru care pot fi variate. Flaconul care conține proba este situat într-o bobină pentru care un câmp magnetic alternativ cu o frecvență fixă ν. Să începem încet crește H0 intensitatea câmpului ν menținând constantă. În acest caz, următoarea imagine va fi observată (Figura 10):
Ris.10.1N - Spectrul NMR acetonă / TMC (scanarea câmpului) [1].
În cazul în care H0 este suficient de mare pentru a plasa câmp magnetic acetonă locație de protoni Heff a ajuns la dimensiunea corespunzătoare. atunci energia este absorbită și se observă semnalul corespunzător. Câmpul magnetic la locul protonilor TMS în acest moment nu este încă suficient de mare. Numai atunci când o creștere suplimentară a H0 Heff este atins la locația site-ului protonii TMS observat semnal de absorbție. Această metodă de înregistrare spectre (schimbarea H0 la ν fix) se numește o „scanare peste câmp.“
Cu toate acestea, în conformitate cu ecuația (7) și, eventual, alte: ν variază frecvența la H0 constantă (Fig.9)
Ris.11.1N - Spectrul NMR acetonă / TMS (frecvență matura) [1].
În acest caz, în loc de protoni TMS localizare disponibile în alt mod, un câmp magnetic mai slab decât în locul protonilor acetonă locație. astfel energie frecvență absorbție ν TMS necesare alternant câmp magnetic mai mic decât cel pentru acetonă. Această tehnică de spectre de înregistrare numit „frecvența de scanare“.
Distanța dintre cele două semnale este exprimată în unități de frecvență, adică în hertzi, și se numește deplasare chimică.
TMS a fost ales ca standard pentru deplasările chimice de protoni. O măsură a deplasării chimice a oricăruia dintre protoni (în acest caz - protoni acetonă) este distanța dintre semnal și TMS respectiv. Selectarea TMS ca standard din cauza următoarelor motive:
a) Acesta oferă un singur semnal îngust situat la o intensitate mai mare a câmpului magnetic extern (cu scanarea câmpului) în comparație cu semnalele majorității compușilor organici;
b) TMS chimic destul de inert, și poate fi adăugat la aproape orice compus;
c) ca urmare a unui conținut ridicat de protoni din molecula este adăugată la probă numai o cantitate mică de TMS;
g) semnalul TMS poziția depinde slab de solvent.
Dezavantaje TMS: punct foarte scăzut de fierbere (27s) și nemiscibilitătii cu apă. Din acest motiv, pentru funcționarea la temperaturi ridicate și în soluții apoase folosind alte standarde.
Slăbirea magnetice cochilii câmp de electroni de atomi poate fi explicată după cum urmează.
Dacă plasat atom sau o moleculă într-un câmp magnetic, electronii incep sa se preceseze în jurul direcția câmpului magnetic aplicat. Mutarea taxelor - este un curent electric, iar curentul electric, la rândul său induce un câmp magnetic. Un astfel de câmp magnetic indus este direcționat opus câmpului magnetic extern și slăbește. câmp magnetic indus este mai puternic, cu atât mai puternic de sine extern câmpului magnetic H0; este proporțională cu H0:
unde H0 - câmp magnetic extern, NPD - intensitatea câmpului electromagnetic indus, σ - screening-ul constant.
Factorul de proporționalitate σ se numește ecranare constantă și de ordinul a 10 -5 - 10 -7 (protoni).
Astfel, ecuația (7) poate fi convertit:
screening-ul constant ia valori diferite în funcție de mediul chimic de nuclee. Densitatea de electroni mai mare în jurul nucleului, cu atât mai mare câmpul indus. ecranare mai mare de protoni TMS (comparativ cu acetonă) este exprimată într-o mai mare cantitate σ.
În măsurarea deplasare chimică în unități de frecvență sau intensitate a câmpului trebuie să fie specificate frecvență de funcționare sau de intensitate a câmpului. Deplasarea chimică este dependentă de frecvența de operare sau tensiunea de funcționare a câmpului magnetic. Dacă vom compara spectrele de acetonă / TMS la diferite frecvențe de funcționare (câmp) Lucrarea scanată, apoi următoarea imagine (fig.10).
Ris.10.1N RMN - Spectra acetonă / TMS, la diferite frecvențe de funcționare [6]
Pentru a primi date, indiferent de condițiile de fotografiere, introduse la scară δ pentru deplasările chimice. Pur și simplu diviza deplasările chimice sunt măsurate în Hz, frecvența de lucru și valoarea rezultatului obținut într-o mn adimensional -1.
1 H nuclee pot fi ecranate nu numai diferite în diferiți compuși (acetonă, TMS), dar, de asemenea, în aceeași moleculă. De exemplu, spectrul este după cum urmează (Figura 11) pentru alcoolul etilic TMR.
Figura 11. Slaborazreshennyy1N - RMN etanol [6].
Atunci când o rezoluție mai bună a spectrului detectate semnale suplimentare de divizare, care se explică prin interacțiunea indirectă spin-spin. Protonii CH3 -, CH2 - grupe OH și deplasările chimice sunt diferite, iar acest lucru dă imaginea observată.