Los químicos orgánicos utilizan una técnica llamada espectroscopia de resonancia magnética nuclear, o NMR para abreviar, para analizar moléculas orgánicas basadas en hidrógeno y carbono. Los resultados de la prueba en un gráfico engañosamente simple muestran un pico para cada átomo de la molécula. Definir la relación entre ellos, la constante de acoplamiento J, permite a los investigadores determinar la composición de la muestra.
El gráfico de RMN
El gráfico de RMN mide la ubicación de cada ion por cómo resuena dentro del campo magnético del espectroscopio. La resonancia se muestra como una serie de picos. Cada pico del gráfico corresponde a un elemento de la molécula, por lo que una molécula que contiene un átomo de carbono y tres átomos de hidrógeno muestra cuatro picos. Cada grupo de picos se conoce generalmente como multiplete, pero también tienen nombres específicos determinados por el número de picos. Los que tienen dos picos se denominan duplas, los que tienen tres picos son tripletes, etc. Algunos son más complicados: cuatro picos pueden ser un cuatrillizo o un duplete de duplets. La diferencia es que todos los picos dentro de un cuatrillizo tienen el mismo espaciado, mientras que una dupla de duplas mostraría dos pares de picos con un espaciado diferente entre el segundo y tercer picos. Lo mismo ocurre con los cuatrillizos y otros multipletes: los picos dentro de un multiplete dado tienen el mismo espaciado relativo. Si el espaciado varía entre ellos, tiene una agrupación de multipletes más pequeños en lugar de uno grande.
Conversión de picos a hercios
Los picos se miden en partes por millón, lo que, en este contexto, significa millonésimas de las operaciones del espectrógrafo. frecuencia, pero las constantes J se expresan en hercios, por lo que deberá convertir los picos antes de determinar el valor de J. Para hacer esto, multiplique las ppm por la frecuencia del espectrógrafo en hercios y luego divida por un millón. Si su valor era 1,262 ppm, por ejemplo, y su espectrógrafo funcionaba a 400 MHz o 400 millones de hercios, esto da un valor de 504,84 para el primer pico.
Llegando a J en un Duplet
Repita ese cálculo para cada pico en el multiplete y anote los valores correspondientes. Hay calculadoras en línea para acelerar ese proceso, o puede usar una hoja de cálculo o una calculadora física si lo prefiere. Para calcular J para un duplet, simplemente reste el valor más bajo del más alto. Si el segundo pico da como resultado un valor de 502,68, por ejemplo, el valor de J sería 2,02 Hz. Los picos dentro de un triplete o cuatrillizo, todos tienen el mismo espaciado, por lo que solo necesitará calcular este valor una vez.
J en multipletes más complejos
En multipletes más complejos, como un duplet de duplets, necesita calcular una pequeña constante de acoplamiento dentro de cada par de picos y una más grande entre los pares de picos. Hay un par de formas de llegar a la constante mayor, pero la más simple es restar el tercer pico del primero y el cuarto pico del segundo. El espectrógrafo suele tener un margen de error de aproximadamente más o menos 0,1 Hz, así que no se preocupe si los números varían ligeramente. Promedio de los dos para llegar a la constante más grande para este ejemplo específico.
En un dúplex de tripletes, se aplica el mismo razonamiento. La constante más pequeña entre los tres picos es idéntica, dentro del margen de error del espectrógrafo, por lo que puede calcule J eligiendo cualquier pico en el primer triplete y restando el valor del pico correspondiente en el segundo trillizo. En otras palabras, puede restar el valor del pico 4 del valor del pico 1, o el valor del pico 5 del valor del pico 2, para llegar a la constante más grande. Repita según sea necesario para multipletes más grandes, hasta que haya calculado J para cada conjunto de picos.