Organičtí chemici používají k analýze organických molekul založených na vodíku a uhlíku techniku zvanou nukleární magnetická rezonanční spektroskopie nebo zkráceně NMR. Výsledky testu v klamně jednoduchém grafu ukazují vrchol pro každý atom v molekule. Definování vztahu mezi nimi - spojovací konstanta J - umožňuje vědcům určit make-up vzorku.
Graf NMR
Graf NMR měří polohu každého iontu podle toho, jak rezonuje v magnetickém poli spektroskopu. Rezonance se ukazuje jako řada vrcholů. Každý pík v grafu odpovídá prvku v molekule, takže molekula obsahující jeden atom uhlíku a tři atomy vodíku vykazuje čtyři píky. Každé seskupení vrcholů se obecně označuje jako multiplet, ale mají také konkrétní názvy určené počtem vrcholů. Ti se dvěma vrcholy se nazývají duplety, ti se třemi vrcholy jsou trojčata a tak dále. Některé jsou složitější: Čtyři vrcholy mohou být buď čtyřčata, nebo to může být dvojice dupletů. Rozdíl je v tom, že všechny vrcholy v kvadrupletu mají stejné mezery, zatímco duplet dupletů by ukazoval dva páry vrcholů s odlišnými mezerami mezi druhým a třetím vrcholem. Totéž platí pro čtyřčata a další multiplety: Vrcholy v daném multipletu mají stejné relativní mezery. Pokud se mezery mezi nimi liší, máte spíše seskupení menších multipletů než jednoho velkého.
Přeměna Peaks na Hertz
Vrcholy se měří v částech na milion, což - v této souvislosti - znamená miliontiny provozu spektrografu frekvence, ale J konstanty jsou vyjádřeny v hertzích, takže před určením hodnoty budete muset převést vrcholy J. Za tímto účelem vynásobte ppm frekvencí spektrografu v hertzích a poté vydělte milionem. Pokud byla vaše hodnota například 1,262 ppm a váš spektrograf pracoval při 400 MHz nebo 400 milionech hertzů, znamená to pro první vrchol hodnotu 504,84.
Příjezd na J V Duplet
Opakujte tento výpočet pro každý vrchol v multipletu a zapište si odpovídající hodnoty. K urychlení tohoto procesu existují online kalkulačky, nebo můžete použít tabulkový kalkulátor nebo fyzickou kalkulačku, pokud chcete. Chcete-li vypočítat J pro duplikát, jednoduše odečtěte nižší hodnotu od vyšší. Pokud má druhý vrchol například hodnotu 502,68, hodnota pro J by byla 2,02 Hz. Vrcholy v rámci trojice nebo čtyřky mají všichni stejné mezery, takže budete muset vypočítat pouze tuto hodnotu jednou.
J Ve složitějších multipletech
Ve složitějších multipletech, jako je duplet dupletů, musíte vypočítat malou vazebnou konstantu v každé dvojici vrcholů a větší mezi dvojicemi vrcholů. Existuje několik způsobů, jak dosáhnout větší konstanty, ale nejjednodušší je odečíst třetí vrchol od prvního a čtvrtý vrchol od druhého. Spektrograf má obvykle hranici chyby, která je zhruba plus nebo minus 0,1 Hz, takže se nemusíte bát, pokud se čísla mírně liší. Průměrně dva pro dosažení větší konstanty pro tento konkrétní příklad.
V duplexu trojic platí stejné uvažování. Menší konstanta mezi třemi vrcholy je identická, v rámci hranice chyby spektrografu, takže můžete vypočítat J výběrem libovolného píku v první triplet a odečtením hodnoty pro odpovídající pík ve druhém trojice. Jinými slovy, můžete odečíst hodnotu píku 4 od hodnoty píku 1 nebo hodnotu píku 5 od hodnoty píku 2, abyste dosáhli větší konstanty. Opakujte podle potřeby pro větší multiplety, dokud nevypočítáte J pro každou sadu vrcholů.