Ahli kimia organik menggunakan teknik yang disebut spektroskopi resonansi magnetik nuklir, atau disingkat NMR, untuk menganalisis molekul organik berdasarkan hidrogen dan karbon. Hasil tes dalam grafik sederhana yang menipu menunjukkan puncak untuk setiap atom dalam molekul. Mendefinisikan hubungan di antara mereka – konstanta kopling J – memungkinkan peneliti untuk menentukan susunan sampel.
Grafik NMR
Grafik NMR mengukur lokasi setiap ion dengan cara beresonansi dalam medan magnet spektroskop. Resonansi menunjukkan sebagai serangkaian puncak. Setiap puncak dalam grafik sesuai dengan elemen dalam molekul, sehingga molekul yang mengandung satu atom karbon dan tiga atom hidrogen menunjukkan empat puncak. Setiap pengelompokan puncak umumnya disebut sebagai kelipatan, tetapi mereka juga memiliki nama khusus yang ditentukan oleh jumlah puncak. Yang memiliki dua puncak disebut duplet, yang memiliki tiga puncak disebut kembar tiga dan seterusnya. Beberapa lebih rumit: Empat puncak mungkin berupa quadruplet, atau mungkin duplet dari duplet. Perbedaannya adalah bahwa semua puncak dalam quadruplet memiliki jarak yang sama, sedangkan duplet duplet akan menunjukkan dua pasang puncak dengan jarak yang berbeda antara puncak kedua dan ketiga. Hal yang sama berlaku untuk kembar empat dan kelipatan lainnya: Puncak dalam kelipatan tertentu memiliki jarak relatif yang sama. Jika jaraknya bervariasi di antara keduanya, Anda memiliki pengelompokan kelipatan yang lebih kecil daripada yang besar.
Mengonversi Puncak ke Hertz
Puncak diukur dalam bagian per juta, yang – dalam konteks ini – berarti sepersejuta dari operasi spektrograf frekuensi, tetapi konstanta J dinyatakan dalam hertz, jadi Anda harus mengonversi puncak sebelum menentukan nilai J Untuk melakukannya, kalikan ppm dengan frekuensi spektrograf dalam hertz, lalu bagi dengan satu juta. Jika nilai Anda adalah 1,262 ppm, misalnya, dan spektrograf Anda beroperasi pada 400 MHz atau 400 juta hertz, ini memberikan nilai 504,84 untuk puncak pertama.
Tiba di J In a Duplet
Ulangi perhitungan itu untuk setiap puncak dalam multiplet, dan tuliskan nilai yang sesuai. Ada kalkulator online untuk mempercepat proses itu, atau Anda dapat menggunakan spreadsheet atau kalkulator fisik jika Anda mau. Untuk menghitung J untuk duplet, cukup kurangi nilai yang lebih rendah dari yang lebih tinggi. Jika puncak kedua menghasilkan nilai 502,68, misalnya, nilai J akan menjadi 2,02 Hz. puncak dalam triplet atau quadruplet semuanya memiliki jarak yang sama, jadi Anda hanya perlu menghitung nilai ini sekali.
J Dalam Kelipatan yang Lebih Kompleks
Dalam kelipatan yang lebih kompleks, seperti rangkap rangkap, Anda perlu menghitung konstanta kopling kecil di dalam setiap pasangan puncak dan yang lebih besar di antara pasangan puncak. Ada beberapa cara untuk sampai pada konstanta yang lebih besar, tetapi yang paling sederhana adalah dengan mengurangi puncak ketiga dari yang pertama, dan puncak keempat dari yang kedua. Spektrograf biasanya memiliki margin of error kira-kira plus atau minus 0,1 Hz, jadi jangan khawatir jika angkanya sedikit berbeda. Rata-ratakan keduanya untuk sampai pada konstanta yang lebih besar untuk contoh spesifik ini.
Dalam dupleks kembar tiga, alasan yang sama berlaku. Konstanta yang lebih kecil di antara tiga puncak adalah identik, dalam margin kesalahan spektrograf, jadi Anda dapat hitung J dengan memilih sembarang puncak di triplet pertama dan kurangi nilai untuk puncak yang sesuai di triplet kedua tiga serangkai. Dengan kata lain, Anda dapat mengurangi nilai puncak 4 dari nilai puncak 1, atau nilai puncak 5 dari nilai puncak 2, untuk sampai pada konstanta yang lebih besar. Ulangi seperlunya untuk kelipatan yang lebih besar, hingga Anda menghitung J untuk setiap rangkaian puncak.