Базова ЯМР техніка

ЯМР зразок поміщається в тонкостінну скляну трубку. Коли її поміщають в магнітне поле, ЯМР активні ядра (такі як ¹ H або ¹³ C) поглинають електромагнітну енергію. Резонансна частота, енергія абсорбції та інтенсивність испущенного сигналу пропорційні силі магнітного поля. Так в поле в 21 Тесла, протон резонує при частоті 900 МГц.

Хімічний зсув

Залежно від місцевого електронного оточення, різні протони в молекулі резонують на злегка відрізняються частотах. Так як і це зміщення частоти і основна резонансна частота прямо пропорційні силі магнітного поля, то це зміщення перетвориться в незалежну від магнітного поля безрозмірну величину відому як хімічний зсув. Хімічний зсув визначається як відносна зміна щодо деяких еталонних зразків. Частотний зсув екстремально малий в порівнянні з основною ЯМР частотою. Типовий зсув частоти дорівнює 100 Гц, тоді як базова ЯМР частота має порядок 100 МГц. Таким чином хімічний зсув часто виражається в частинах на мільйон (ppm). Для того що виявити таке маленьке відмінність частоти, прикладена магнітне поле повинне бути постійним всередині об'єму зразка.

Так як хімічний зсув залежить від хімічної будови речовини, він застосовується для отримання структурної інформації про молекулах в зразку. Приміром, спектр для етанолу (CH ₃ CH ₂ OH) дає 3 відмінних сигналу, тобто 3 хімічних зсуву: один для групи CH _3, другий для СН _2-групи і останній для OH. Типовий зрушення для CH _3-групи приблизно дорівнює 1 ppm, для CH _2-групи приєднаної до OH-4 ppm і OH приблизно 2-3 ppm.

Через молекулярного руху при кімнатній температурі 3 метилових протона вилітають в середньому протягом ЯМР процесу, який триває лише кілька мілісекунд. Ці протони вироджуються і формують піки при тому ж хімічному зсуві. Програмне забезпечення дозволяє проаналізувати розмір піків для того, щоб зрозуміти як багато протонів дає внесок в ці піки.

Спін-спінова взаємодія

Найбільш корисну інформацію для визначення структури в одновимірному ЯМР-спектрі дає так зване спін-спінова взаємодія між активними ЯМР ядрами. Ця взаємодія виникає в результаті переходів між різними спіновими станами ядер в хімічних молекулах, що призводить до розщеплення сигналів ЯМР. Це розщеплення може бути простим і складним і, як наслідок, його або просто інтерпретувати, або воно може заплутати експериментатора.

Це зв'язування забезпечує детальну інформацію про зв'язки атомів в молекулі.