Organickí chemici používajú na analýzu organických molekúl na základe vodíka a uhlíka techniku zvanú nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia alebo skrátene NMR. Výsledky testu v klamne jednoduchom grafe ukazujú vrchol pre každý atóm v molekule. Definovanie vzťahu medzi nimi - väzbová konštanta J - umožňuje výskumníkom určiť zloženie vzorky.
NMR graf
Graf NMR meria umiestnenie každého iónu podľa toho, ako rezonuje v magnetickom poli spektroskopu. Rezonancia sa ukazuje ako séria vrcholov. Každý pík v grafe zodpovedá prvku v molekule, takže molekula obsahujúca jeden atóm uhlíka a tri atómy vodíka vykazuje štyri píky. Každá skupina vrcholov sa všeobecne označuje ako multiplet, majú však tiež špecifické názvy určené počtom vrcholov. Tí, ktorí majú dva vrcholy, sa nazývajú duplety, tí, ktorí majú tri vrcholy, sú trojčatá a tak ďalej. Niektoré sú zložitejšie: Štyri vrcholy môžu byť buď štvorčatá, alebo to môže byť duplikát dupletov. Rozdiel je v tom, že všetky vrcholy vo štvorici majú rovnaké rozstupy, zatiaľ čo duplikát dvojvlákien by vykazoval dva páry vrcholov s rozdielnymi rozstupmi medzi druhým a tretím vrcholom. To isté platí pre štvorčatá a ďalšie multiplety: Vrcholy v danom multiplete majú rovnaké relatívne medzery. Ak sa medzery medzi nimi líšia, máte zoskupenie menších multipletov a nie jedného veľkého.
Prevod vrcholov na Hertz
Vrcholy sa merajú v dieloch na milión, čo - v tejto súvislosti - znamená miliónty prevádzkový výkon spektrografu frekvencia, ale J konštanty sú vyjadrené v hertzoch, takže budete musieť previesť vrcholy pred určením hodnoty J. Za týmto účelom vynásobte ppm frekvenciou spektrografu v hertzoch a potom vydelte miliónom. Ak bola vaša hodnota napríklad 1,262 ppm a váš spektrograf pracoval pri 400 MHz alebo 400 miliónoch hertzov, pre prvý vrchol to bude hodnota 504,84.
Príchod na J In a Duplet
Zopakujte tento výpočet pre každý vrchol v multiplete a zapíšte si príslušné hodnoty. Na urýchlenie tohto procesu existujú online kalkulačky, prípadne môžete použiť tabuľkovú alebo fyzickú kalkulačku. Ak chcete vypočítať J pre duplikát, jednoducho odčítajte nižšiu hodnotu od vyššej. Ak má druhý vrchol napríklad hodnotu 502,68, hodnota pre J by bola 2,02 Hz. Vrcholy v rámci trojice alebo štvorky majú všetky rovnaké medzery, takže stačí vypočítať túto hodnotu raz.
J V zložitejších multipletoch
V zložitejších multipletoch, ako je napríklad duplikát dupletov, musíte vypočítať malú väzbovú konštantu v rámci každého páru vrcholov a väčšiu medzi pármi vrcholov. Existuje niekoľko spôsobov, ako dospieť k väčšej konštante, ale najjednoduchšie je odpočítať tretí vrchol od prvého a štvrtý vrchol od druhého. Spektrograf má zvyčajne mieru chyby zhruba plus alebo mínus 0,1 Hz, takže si nerobte starosti, ak sa počty mierne líšia. Z priemeru týchto dvoch prídeme na väčšiu konštantu pre tento konkrétny príklad.
V duplexe tripletov platí rovnaké zdôvodnenie. Menšia konštanta medzi tromi vrcholmi je identická, čo sa týka hranice chyby spektrografu, takže môžete vypočítajte J výberom ľubovoľného piku v prvej tripletke a odpočítaním hodnoty pre zodpovedajúci pík v druhej triplete triplet. Inými slovami, môžete odčítať hodnotu píku 4 od hodnoty píku 1 alebo hodnotu píku 5 od hodnoty píku 2, aby ste sa dostali k väčšej konštante. Opakujte podľa potreby pre väčšie multiplety, až kým nevypočítate J pre každú skupinu vrcholov.