Descriere: Spectroscopia de rezonanţă magnetică nucleară
(1H-RMN şi 13C-RMN) aplicată în stabilirea structurii compuşilor organici.
5.1. INTRODUCERE. GENERALITĂŢI.
Dintre toate metodele fizice, rezonanţa magnetică nucleară (RMN) este aceea care oferă cea mai bogată şi completă informaţie structurală asupra compuşilor organici. Spre deosebire de spectroscopia IR, în RMN practic toate semnalele sunt interpretabile relativ uşor, iar spre deosebire de spectroscopia electronică metoda RMN oferă mult mai multe informaţii. În timp ce spectroscopia IR sau cele de masă sunt prea bogate în informaţii, deci greu interpretabile, iar cele UV-VIZ prea sărace, spectrele RMN, atât cele 1H cât şi cele 13C, conţin exact informaţia necesară, care poate fi pusă în legătură directă cu formula structurară a substanţei.
Dezvoltată prin analogie cu rezonanţa electronică de spin, rezonanţa magnetică nucleară de înaltă rezoluţie, aplicată iniţial pentru studiul protonilor şi extinsă ulterior pentru o serie de alţi nuclizi: 13C, 19F, 31P, 17O etc., a devenit în prezent cea mai importantă metodă de studiu a structurii, configuraţiei compuşilor organici.
Magnetismul nuclear
Întocmai ca şi electronul, protonul efectuează o mişcare rapidă de rotaţie în jurul axei sale, mişcare numită “spin nuclear ”. Mişcării de rotaţie a protonului (sarcină electrică) I se asociază moment magnetic de spin.
Deşi lipsit de sarcină, neutronul prezintă de asemenea un moment magnetic de spin. Acest fapt neaşteptat se poate explica prin existenţa unei structuri interne comportând sarcini electrice fracţionare (quark).
În cazul unor nuclee compuse din mai mulţi protoni şi neutroni, are loc o compensare spinilor particulelor elementare, spre exterior manifestându-se un moment magnetic rezultant.
Magnetismul nuclear este caracterizat prin numărul cuantic de spin nuclear, I, care, spre deosebire de cel al electronului, poate avea valori diferite pentru nuclee diferit, în conformitate cu următoarele reguli:
a) nuclizii conţinând un număr par de protoni şi un număr par de neutroni au numărul cuantic de spin nuclear egal cu zero (I=0). La aceşti nuclizi momentele magnetice de spin ale protonilor şi neutronilor se compensează separat; ne-apărând un moment magnetic de spin nuclear (μI=0). Există 165 asemenea nuclizi stabili.
b) nuclizii conţinând un număr impar fie de protoni fie de neutroni au ca valori I numere fracţionare: . Există 110 asemenea nuclizi stabili, împărţiţi aproape egal în nuclizi par-impari şi impar-pari (după valorile lui Z şi lui N).
c) nuclizii în care atât protonii cât şi neutronii sunt prezentaţi în număr impar au valori I întregi: I=1;2;3 (există numai 6 asemenea nuclizi stabili: 2D, 6Li, 10B, 14N, 50V, 180Ta).
|
