J-kytkentävakioiden laskeminen

Orgaaniset kemistit käyttävät tekniikkaa, jota kutsutaan ydinmagneettisen resonanssin spektroskopiaksi tai lyhyesti NMR: ksi, vetyyn ja hiileen perustuvien orgaanisten molekyylien analysointiin. Testitulokset petollisen yksinkertaisessa graafissa osoittavat piikin jokaiselle molekyylin atomille. Niiden välisen suhteen määritteleminen - J-kytkentävakio - antaa tutkijoille mahdollisuuden määrittää näytteen meikki.

NMR-käyrä mittaa kunkin ionin sijainnin sen mukaan, miten se resonoi spektroskoopin magneettikentässä. Resonanssi näkyy sarjana huippuja. Kukin piikki kuvaajassa vastaa molekyylissä olevaa elementtiä, joten yksi hiiliatomi ja kolme vetyatomia sisältävä molekyyli näyttää neljä piikkiä. Kutakin piikkien ryhmittelyä kutsutaan yleensä multipletiksi, mutta niillä on myös erityisiä nimiä, jotka määräytyvät piikkien lukumäärän perusteella. Niitä, joilla on kaksi piikkiä, kutsutaan kaksoiskappaleiksi, niitä, joilla on kolme piikkiä, ovat kolmoset ja niin edelleen. Jotkut ovat hankalampia: Neljä piikkiä voi olla joko neloset tai se voi olla päällekkäinen dupleksi. Erona on, että kaikilla neliparetin huipuilla on sama etäisyys, kun taas kaksoisjoukko kaksoisjoukkoja näyttäisi kaksi piikkiparia, joilla toisen ja kolmannen piikin välinen etäisyys olisi erilainen. Sama pätee nelikulmoihin ja muihin multipletteihin: Tietyn multipletin sisällä olevilla piikkeillä on sama suhteellinen etäisyys. Jos väli vaihtelee niiden välillä, sinulla on pienempien multiplettien ryhmä kuin yksi iso.

Huiput mitataan miljoonasosina, mikä tässä yhteydessä tarkoittaa miljoonasosaa spektrografin toiminnasta taajuus, mutta J-vakiot ilmaistaan ​​hertseinä, joten sinun on muunnettava piikit ennen arvon määrittämistä J. Tätä varten kerrotaan ppm spektrografin taajuudella hertseinä ja jaetaan sitten miljoonalla. Jos arvo oli esimerkiksi 1,262 ppm ja spektrografi toimi 400 MHz: llä tai 400 miljoonalla hertzillä, tämä antaa ensimmäisen piikin arvoksi 504,84.

Toista tämä laskelma jokaiselle multipletin huipulle ja kirjoita vastaavat arvot muistiin. On online-laskimia prosessin nopeuttamiseksi, tai voit käyttää laskentataulukkoa tai fyysistä laskinta, jos haluat. Jos haluat laskea J dupletille, vähennä pienempi arvo suuremmasta. Jos toisen huipun tulos on esimerkiksi 502,68, J: n arvo olisi 2,02 Hz. Huiput tripletissä tai nelinopeuksissa kaikilla on sama väli, joten sinun tarvitsee vain laskea tämä arvo kerran.

Monimutkaisemmissa multipleteissa, kuten duplettien kopio, sinun on laskettava pieni kytkentävakio jokaisessa piikkiparissa ja suurempi piikkiparien välillä. On olemassa pari tapaa saavuttaa suurempi vakio, mutta yksinkertaisin on vähentää kolmas huippu ensimmäisestä ja neljäs huippu toisesta. Spektrografissa on yleensä virhemarginaali, joka on suunnilleen plus tai miinus 0,1 Hz, joten älä huoli, jos luvut vaihtelevat hieman. Keskiarvo kahdelle päästäksesi suurempaan vakioon tässä erityisessä esimerkissä.

Kolmen hengen dupleksissa sama päättely pätee. Kolmen piikin pienempi vakio on identtinen spektrografin virhemarginaalin sisällä, joten voit laske J valitsemalla mikä tahansa piikki ensimmäisestä tripletistä ja vähentämällä toisen vastaavan piikin arvo kolmikko. Toisin sanoen, voit vähentää piikin 4 arvon piikin 1 arvosta tai piikin 5 arvon piikin 2 arvosta saadaksesi suuremman vakion. Toista tarvittaessa suuremmille multipleteille, kunnes olet laskenut J kullekin piikkijoukolle.