כיצד לחשב קבועי צימוד J

כימאים אורגניים משתמשים בטכניקה הנקראת ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית, או בקיצור NMR, כדי לנתח מולקולות אורגניות על בסיס מימן ופחמן. תוצאות הבדיקה בגרף פשוט מטעה מראות שיא לכל אטום במולקולה. הגדרת הקשר ביניהם - קבוע צימוד J - מאפשרת לחוקרים לקבוע את איפור המדגם.

גרף ה- NMR מודד את המיקום של כל יון לפי האופן בו הוא מהדהד בתוך השדה המגנטי של הספקטרוסקופ. התהודה נראית כסדרת פסגות. כל שיא בגרף תואם לאלמנט במולקולה, ולכן מולקולה המכילה אטום פחמן אחד ושלושה אטומי מימן מראה ארבע פסגות. כל קיבוץ של פסגות מכונה בדרך כלל מולטיפלט, אך יש להם גם שמות ספציפיים הנקבעים על פי מספר הפסגות. אלה עם שתי פסגות נקראים כפילות, אלה עם שלוש פסגות הם שלישיות וכן הלאה. חלקן מסובכות יותר: ארבע פסגות עשויות להיות רביעיות, או אולי כפילה של כפילות. ההבדל הוא שלכל הפסגות בתוך רביעייה יש מרווח זהה, בעוד שכפול של כפילויות יראה שני זוגות של פסגות עם רווח שונה בין הפסגה השנייה לשלישית. הדבר נכון גם לגבי רביעיות ומכפילים אחרים: הפסגות בתוך מולטיפלט נתון הן בעלות ריווח יחסי זהה. אם המרווח משתנה ביניהם, יש לך קיבוץ של ריבוי קטן יותר ולא אחד גדול.

פסגות נמדדות בחלקים למיליון, שמשמעותן - בהקשר זה, מיליוניות מהפעולה של הספקטרוגרף תדר, אך קבועי J מתבטאים בהרץ, לכן יהיה עליכם להמיר את הפסגות לפני שתקבעו את הערך של י. לשם כך, הכפל את עמודים לדקה בתדירות הספקטרוגרף בהרץ ואז חלק עם מיליון. אם הערך שלך היה 1.262 עמודים לדקה, למשל, והספקטרוגרף שלך פעל 400 מגה הרץ או 400 מיליון הרץ, זה נותן ערך של 504.84 לשיא הראשון.

חזור על חישוב זה עבור כל שיא במולטיפלט, ורשום את הערכים המתאימים. ישנם מחשבונים מקוונים כדי להאיץ את התהליך, או שאתה יכול להשתמש בגיליון אלקטרוני או במחשבון פיזי אם אתה מעדיף. כדי לחשב J לשכפול, פשוט חיסר את הערך הנמוך מהגבוה. אם השיא השני יביא לערך 502.68, למשל, הערך עבור J יהיה 2.02 הרץ. הפסגות בתוך שלישייה או שלישייה יש לריווח זהה, כך שתצטרך לחשב רק את הערך הזה פַּעַם.

במולטיפלטים מורכבים יותר, כגון שכפול כפילות, עליכם לחשב קבוע צימוד קטן בתוך כל זוג פסגות וקוד גדול יותר בין זוגות הפסגות. ישנן כמה דרכים להגיע לקבוע הגדול יותר, אך הפשוטה ביותר היא להפחית את הפסגה השלישית מהראשונה, ואת הפסגה הרביעית מהשנייה. בספקטרוגרף יש בדרך כלל מרווח שגיאות בערך פלוס מינוס 0.1 הרץ, אז אל דאגה אם המספרים משתנים מעט. ממוצע של השניים כדי להגיע לקבוע הגדול יותר לדוגמא ספציפית זו.

בדופלקס של שלישיות, אותה נימוק חל. הקבוע הקטן יותר בין שלושת הפסגות זהה, בתוך שגיאת הטעות של הספקטרוגרף, כך שתוכלו לחשב את J על ידי בחירת שיא כלשהו בשלישייה הראשונה והפחתת הערך עבור השיא המתאים בשנייה שְׁלִישִׁיָה. במילים אחרות, ניתן להפחית את הערך של שיא 4 מערכו של שיא 1, או את ערך השיא 5 מערכו של שיא 2, כדי להגיע לקבוע הגדול יותר. חזור על פי הצורך עבור ריבוי רב יותר, עד שתחשב את J עבור כל קבוצת פסגות.