A szerves vegyészek a nukleáris mágneses rezonancia spektroszkópiának, röviden NMR-nek nevezett technikát használják a szerves molekulák hidrogén és szén alapú elemzésére. A megtévesztően egyszerű grafikonon kapott teszt eredményei a molekula egyes atomjainak csúcsát mutatják. A köztük lévő kapcsolat meghatározása - a J kapcsolási állandó - lehetővé teszi a kutatók számára, hogy meghatározzák a minta összetételét.
Az NMR grafikon
Az NMR-grafikon az egyes ionok helyét annak alapján méri, hogy miként rezonálnak a spektroszkóp mágneses mezőjében. A rezonancia csúcsok sorozataként jelenik meg. A grafikon minden csúcsa a molekula egyik elemének felel meg, tehát egy szénatomot és három hidrogénatomot tartalmazó molekula négy csúcsot mutat. A csúcsok minden csoportját általában multiplettnek nevezik, de a csúcsok száma alapján meghatározott nevekkel is rendelkeznek. A két csúccsal rendelkezőket kettősnek, a három csúcsúakat hármasoknak és így tovább. Némelyik bonyolultabb: Négy csúcs lehet vagy négyes, vagy duplikált duplett. A különbség az, hogy a négyes összes csúcsának azonos a távolsága, míg a duplett duplán két csúcspár látható, a második és a harmadik csúcs közötti távolság különbözik egymástól. Ugyanez vonatkozik a négyesekre és más multiplettekre is: Az adott multipletten belüli csúcsok relatív távolsága megegyezik. Ha a távolság különbözik közöttük, akkor egy kisebb multiplettet csoportosíthat, nem pedig egy nagyot.
Peak konvertálása Hertz-re
A csúcsokat milliliterrészekben mérjük, ami ebben az összefüggésben a spektrográf működésének egymilliomod részét jelenti frekvencia, de a J konstansokat hertzben fejezzük ki, ezért a csúcsokat konvertálni kell, mielőtt meghatároznánk a J. Ehhez szorozza meg a ppm-et a spektrográf frekvenciájával, hercben, majd ossza el millióval. Ha az értéke például 1,262 ppm volt, és a spektrográfja 400 MHz-en vagy 400 millió hertzen működött, akkor ez az első csúcsra 504,84 értéket adott.
Érkezés J-hez Duplettben
Ismételje meg ezt a számítást a multiplett minden csúcsára, és írja le a megfelelő értékeket. Vannak online számológépek a folyamat felgyorsítására, vagy használhat táblázatot vagy fizikai számológépet, ha úgy tetszik. A duplának J-értékének kiszámításához egyszerűen vonja le az alacsonyabb értéket a magasabb értékről. Ha a második csúcs például 502,68 értéket eredményez, akkor a J értéke 2,02 Hz lenne. A csúcsok egy hármasban vagy négyesben ugyanazok a távolságok vannak, ezért csak ezt az értéket kell kiszámítania egyszer.
J Összetettebb multiplettekben
Bonyolultabb multiplettekben, például duplett duplettben, ki kell számítani egy kis kapcsolási állandót minden csúcspáron belül, és egy nagyobbat a csúcspárok között. Párféleképpen érhetjük el a nagyobb állandót, de a legegyszerűbb az, ha a harmadik csúcsot kivonjuk az elsőből, a negyediket pedig a másodikból. A spektrográf hibahatára általában nagyjából plusz vagy mínusz 0,1 Hz, ezért ne aggódjon, ha a számok kissé eltérnek. Átlagolja a kettőt, hogy elérje a nagyobb állandót ennél a konkrét példánál.
Hármasok duplexjében ugyanaz az érvelés érvényes. A három csúcs közül a kisebb állandó megegyezik a spektrográf hibahatárán belül, így megteheti számítsa ki a J értéket úgy, hogy bármelyik csúcsot kiválasztja az első triplettben, és kivonja a második csúcs értékét hármas. Más szavakkal, kivonhatja a 4. csúcs értékét az 1. csúcs értékéből, vagy az 5. csúcs értékét a 2. csúcs értékéből, hogy elérje a nagyobb állandót. Ismételje meg szükség szerint nagyobb multiplettek esetén, amíg ki nem számítja a J-t minden csúcskészletre.