Obsah
Organickí chemici používajú na analýzu organických molekúl na báze vodíka a uhlíka techniku nazývanú nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia alebo skrátene NMR. Výsledky testu v zdanlivo jednoduchom grafe ukazujú pík pre každý atóm v molekule. Definovanie vzťahu medzi nimi - spojovacia konštanta J - umožňuje výskumníkom určiť zloženie vzoriek.
NMR graf
NMR graf meria umiestnenie každého iónu podľa toho, ako rezonuje v magnetickom poli spektroskopov. Rezonancia sa javí ako séria píkov. Každý pík v grafe zodpovedá prvku v molekule, takže molekula obsahujúca jeden atóm uhlíka a tri atómy vodíka vykazuje štyri píky. Každé zoskupenie píkov sa všeobecne označuje ako multiplet, ale má tiež špecifické názvy určené počtom píkov. Tí s dvoma vrcholmi sa nazývajú duplikáty, tie s tromi vrcholmi sú triplety atď. Niektoré sú zložitejšie: Štyri vrcholy môžu byť štvorčatá alebo duplikát duplikátov. Rozdiel je v tom, že všetky vrcholy v štvorčeku majú rovnaké rozstupy, zatiaľ čo duplikát dupletov by vykazoval dva páry píkov s rôznym odstupom medzi druhým a tretím píkom. To isté platí pre kvadruplety a iné multiplikáty: Píky v rámci daného multipletu majú rovnaké vzájomné odstupy. Ak sa rozstupy medzi nimi líšia, máte zoskupenie menších násobkov namiesto jednej veľkej.
Konverzia vrcholov na Hertz
Vrcholy sa merajú v dieloch na milión, čo - v tejto súvislosti - znamená miliónty prevádzkovej frekvencie spektrografov, ale konštanty J sú vyjadrené v hertzoch, takže pred určením hodnoty J. musíte píky previesť. ppm frekvenciou spektrografov v hertzoch a potom vydelí miliónom. Ak bola napríklad vaša hodnota 1,262 ppm a váš spektrograf pracoval pri 400 MHz alebo 400 miliónoch hertzoch, pre prvý vrchol sa získa hodnota 504,84.
Príchod na J v duplikáte
Tento výpočet zopakujte pre každý vrchol v násobku a zapíšte príslušné hodnoty. Existujú online kalkulačky, ktoré tento proces urýchľujú, alebo ak chcete, môžete použiť tabuľku alebo fyzickú kalkulačku. Na výpočet J pre duplikát jednoducho odčítajte nižšiu hodnotu od vyššej. Ak by napríklad druhý vrchol mal hodnotu 502,68, hodnota J by bola 2,02 Hz. Všetky vrcholy v triplete alebo kvadruplete majú rovnaké medzery, takže túto hodnotu budete musieť vypočítať iba raz.
J V zložitejších multiplikátoch
V zložitejších multiplikátoch, ako je napríklad duplikát duplikátov, musíte vypočítať malú väzbovú konštantu v rámci každého páru píkov a väčšiu medzi pármi píkov. Existuje niekoľko spôsobov, ako dospieť k väčšej konštante, ale najjednoduchšie je odpočítať tretí pík od prvého a štvrtý pík od druhého. Spektrograf má zvyčajne medzu chyby, ktorá je zhruba plus alebo mínus 0,1 Hz, takže sa nemusíte báť, ak sa čísla mierne líšia. Priemer týchto dvoch na dosiahnutie väčšej konštanty pre tento konkrétny príklad.
V duplexe trojíc platí rovnaké odôvodnenie. Menšia konštanta medzi tromi vrcholmi je rovnaká v rámci chyby spektrografov, takže si môžete vypočítať J výberom ľubovoľného piku v prvom tripletu a odčítaním hodnoty pre zodpovedajúci pík v druhom triplete. Inými slovami, môžete odpočítať hodnotu piku 4 od hodnoty piku 1 alebo hodnoty piku 5 od hodnoty piku 2, aby ste dospeli k väčšej konštante. Opakujte podľa potreby pre väčšie násobky, až kým nebudete počítať J pre každú sadu píkov.