Органічні хіміки використовують метод, який називається ядерно-магнітно-резонансною спектроскопією, або коротше ЯМР, для аналізу органічних молекул на основі водню та вуглецю. Результати тесту на оманливо простому графіку показують пік для кожного атома в молекулі. Визначення взаємозв'язку між ними - константи зчеплення J - дозволяє дослідникам визначити склад зразка.
Графік ЯМР
Графік ЯМР вимірює розташування кожного іона за його резонансом у магнітному полі спектроскопа. Резонанс проявляється у вигляді серії піків. Кожен пік на графіку відповідає елементу в молекулі, тому молекула, що містить один атом вуглецю та три атоми водню, показує чотири піки. Кожна група піків зазвичай називається мультиплетом, але вони також мають конкретні назви, що визначаються кількістю піків. Ті з двома піками називаються дуплетами, ті з трьома піками - триплетами тощо. Деякі з них складніші: чотири піки можуть бути або чотирикратними, або це може бути дуплетом дуплетів. Різниця полягає в тому, що всі піки в квадруплеті мають однаковий інтервал, тоді як дуплети дуплетів показуватимуть дві пари піків з різним інтервалом між другим і третім піками. Те ж саме справедливо для квадруплетів та інших мультиплетів: піки всередині даного мультиплета мають однаковий відносний інтервал. Якщо інтервал між ними різниться, у вас є група менших мультиплетів, а не один великий.
Перетворення піків в герц
Піки вимірюються в частинах на мільйон, що - у цьому контексті - означає мільйонні частки роботи спектрографа частоти, але константи J виражаються в герцах, тому вам доведеться перетворити піки перед визначенням значення Дж. Для цього помножте частку на мільйон на частоту спектрографа в герцах, а потім поділіть на мільйон. Наприклад, якщо ваше значення становило 1,262 проміле, а ваш спектрограф працював на частоті 400 МГц або 400 мільйонів герц, це дає значення 504,84 для першого піку.
Прибуття в J In Duplet
Повторіть це обчислення для кожного піку в мультиплеті та запишіть відповідні значення. Існують онлайн-калькулятори, які пришвидшують цей процес, або ви можете скористатися електронною таблицею або фізичним калькулятором, якщо хочете. Щоб обчислити J для дуплету, просто відніміть нижче значення від вищого. Наприклад, якщо другий пік приведе до значення 502,68, наприклад, значення для J буде 2,02 Гц. Піки всередині триплету або квадруплета всі мають однаковий інтервал, тому вам потрібно буде лише обчислити це значення один раз.
J У більш складних мультиплетах
У більш складних мультиплетах, таких як дуплетні дуплети, вам потрібно обчислити малу константу зчеплення в межах кожної пари піків і більшу між парами піків. Є кілька способів отримати більшу константу, але найпростіший - відняти третій пік від першого, а четвертий пік від другого. Зазвичай спектрограф має похибку, яка становить приблизно плюс-мінус 0,1 Гц, тому не хвилюйтеся, якщо цифри дещо змінюються. Середнє значення двох, щоб отримати більшу константу для цього конкретного прикладу.
У дуплексі триплетів застосовуються ті самі міркування. Менша константа серед трьох піків ідентична, в межах похибки спектрографа, так що ви можете обчисліть J, вибравши будь-який пік у першому триплеті і віднявши значення для відповідного піку в другому триплет. Іншими словами, ви можете відняти значення піку 4 від значення піку 1 або значення піку 5 від значення піку 2, щоб отримати більшу константу. Повторюйте за необхідністю для більших мультиплетів, поки не обчислите J для кожного набору піків.