Sisältö
Orgaaniset kemistit käyttävät tekniikkaa, jota kutsutaan ydinmagneettiresonanssispektroskopiaksi tai lyhyeksi ajaksi NMR: ksi vetyyn ja hiiliin perustuvien orgaanisten molekyylien analysointiin. Koetulokset, jotka ovat petollisesti yksinkertaisia, kuvaavat molekyylin kunkin atomin piikin. Niiden välisen suhteen - J-kytkentävakion - määrittäminen antaa tutkijoille mahdollisuuden määrittää näytteiden meikki.
NMR-kuvaaja
NMR-kuvaaja mittaa kunkin ionin sijainnin sen mukaan, kuinka se resonoi spektroskooppien magneettikentässä. Resonanssi näkyy sarjana piikkejä. Jokainen graafin piikki vastaa molekyylin elementtiä, joten molekyylillä, joka sisältää yhden hiiliatomin ja kolme vetyatomia, on neljä piikkiä. Jokaiseen piikkien ryhmään viitataan yleensä multiplettiä, mutta niillä on myös spesifisiä nimiä, jotka määritetään piikkien lukumäärän perusteella. Niitä, joilla on kaksi huippua, kutsutaan dupletteiksi, niitä, joilla on kolme huippua, ovat triplettejä ja niin edelleen. Jotkut ovat vaikeampia: Neljä piikkiä voi olla joko nelinkertainen tai se voi olla kaksinkertainen kaksoisyksikkö. Ero on siinä, että kaikissa nelinkertaisten piikkien välissä on sama etäisyys, kun taas kaksoisparien kaksoisparit osoittaisivat kaksi paria piikkejä, joilla on eri etäisyys toisen ja kolmannen piikin välillä. Sama pätee nelinkertaisiin ja muihin multiplekseihin: Tietyssä multipleksissä olevilla piikkeillä on sama suhteellinen etäisyys. Jos etäisyys vaihtelee niiden välillä, sinulla on ryhmä pienempiä multiplettejä kuin yksi iso.
Muuntaminen Peaks hertsiin
Piikit mitataan miljoonasosina, mikä tarkoittaa tässä miljoonasosia spektrografien toimintataajuudesta, mutta J-vakiot ilmaistaan hertseinä, joten piikit on muunnettava ennen J: n arvon määrittämistä. Tämän tekemiseksi kerrotaan ppm spektrografien taajuudella hertseinä ja jaa sitten miljoonalla. Jos arvo oli esimerkiksi 1.262 ppm ja spektrografi toimi 400 MHz: llä tai 400 miljoonalla hertsillä, tämä antaa arvon 504,84 ensimmäiselle piikille.
Saapuminen J: n kopioon
Toista tämä laskenta jokaiselle multiplettin piikille ja kirjoita vastaavat arvot muistiin. Prosessin nopeuttamiseksi on olemassa online-laskimia. Voit myös käyttää laskentataulukkoa tai fyysistä laskinta halutessasi. J: n laskemiseksi duplettille, vähennä alempi arvo korkeammasta. Jos toisen piikin tuloksena on esimerkiksi arvo 502,68, arvo J: lle olisi 2,02 Hz. Kolmion tai neljän nelin piikkeillä on kaikilla sama välimatka, joten tämä arvo on laskettava vain kerran.
J Monimutkaisemmissa monikerroksissa
Monimutkaisemmissa multiplekseissä, kuten duplettien dupletti, sinun on laskettava pieni kytkentävakio jokaisessa piikkiparissa ja suurempi piikkiparien välillä. On olemassa pari tapaa saavuttaa suurempi vakio, mutta yksinkertaisin on vähentää kolmas piikki ensimmäisestä ja neljäs piikki toisesta. Spektrografin virhemarginaali on yleensä noin plus tai miinus 0,1 Hz, joten älä huoli, jos numerot vaihtelevat hieman. Laske keskiarvo kahdesta saadaksesi suuremman vakion tässä spesifisessä esimerkissä.
Kolmion dupleksissä sama päättely pätee. Pienempi vakio kolmen piikin joukossa on identtinen spektrografien virhemarginaalin sisällä, joten voit laskea J valitsemalla minkä tahansa piikin ensimmäisessä tripletissa ja vähentämällä vastaavan piikin arvo toisessa tripletissa. Toisin sanoen voit vähentää piikin 4 arvon piikin 1 arvosta tai piikin 5 arvosta piikin 2 arvosta saadaksesi suuremman vakion. Toista tarvittaessa suuremmille multiplekseille, kunnes olet laskenut J jokaiselle piikkien sarjalle.