Organiske kemikere bruger en teknik kaldet nuklear magnetisk resonansspektroskopi, eller kort sagt NMR, til at analysere organiske molekyler baseret på brint og kulstof. Testresultaterne i en vildledende enkel graf viser en top for hvert atom i molekylet. Definition af forholdet mellem dem - J-koblingskonstanten - gør det muligt for forskere at bestemme prøveens makeup.
NMR-grafen
NMR-grafen måler placeringen af hver ion ved, hvordan den resonerer inden for spektroskopets magnetfelt. Resonansen vises som en række toppe. Hver top i grafen svarer til et element i molekylet, så et molekyle indeholdende et carbonatom og tre hydrogenatomer viser fire toppe. Hver gruppering af toppe betegnes generelt som en multiplet, men de har også specifikke navne bestemt af antallet af toppe. De med to toppe kaldes dupletter, de med tre toppe er trillinger og så videre. Nogle er sværere: Fire toppe kan enten være en firedobbelt, eller det kan være en duplikat af dubletter. Forskellen er, at alle toppe inden for en firedobbelt har samme afstand, mens en duplikat af dubletter vil vise to par toppe med en anden afstand mellem den anden og tredje toppe. Det samme gælder for firdobler og andre multipletter: Toppe inden for en given multiplet har den samme relative afstand. Hvis afstanden varierer mellem dem, har du en gruppering af mindre multipletter snarere end en stor.
Konvertering af toppe til Hertz
Toppe måles i dele pr. Million, hvilket - i denne sammenhæng - betyder milliontedele af spektrografens funktion frekvens, men J-konstanter udtrykkes i hertz, så du bliver nødt til at konvertere toppe, før du bestemmer værdien af J. For at gøre dette skal du multiplicere ppm med spektrografens frekvens i hertz og derefter dividere med en million. Hvis din værdi f.eks. Var 1,262 ppm, og din spektrograf fungerede ved 400 MHz eller 400 millioner hertz, giver dette en værdi på 504,84 for den første top.
Ankommer til J In a Duplet
Gentag beregningen for hver top i multipletten, og skriv de tilsvarende værdier ned. Der er online regnemaskiner til at fremskynde processen, eller du kan bruge et regneark eller en fysisk regnemaskine, hvis du foretrækker det. For at beregne J for en duplikat skal du blot trække den lavere værdi fra den højere. Hvis den anden top f.eks. Resulterer i en værdi på 502,68, ville værdien for J være 2,02 Hz. Toppe inden for en triplet eller quadruplet har alle den samme afstand, så du behøver kun at beregne denne værdi enkelt gang.
J I mere komplekse multipletter
I mere komplekse multipletter, f.eks. En duplikat af dupletter, skal du beregne en lille koblingskonstant inden for hvert par af toppe og en større mellem parene af toppe. Der er et par måder at nå frem til den større konstant, men den enkleste er at trække den tredje top fra den første og den fjerde top fra den anden. Spektrografen har normalt en fejlmargen, der er omtrent plus eller minus 0,1 Hz, så rolig, hvis tallene varierer lidt. Gennemsnit de to for at nå frem til den større konstant for dette specifikke eksempel.
I en duplex af trillinger gælder den samme ræsonnement. Den mindre konstant blandt de tre toppe er identisk inden for spektrografens fejlmargin, så du kan beregne J ved at vælge en hvilken som helst top i den første triplet og trække værdien for den tilsvarende top i den anden triplet. Med andre ord kan du trække værdien af top 4 fra værdien af top 1 eller værdien af top 5 fra værdien for top 2 for at nå frem til den større konstant. Gentag efter behov for større multipletter, indtil du har beregnet J for hvert sæt toppe.