Innhold
Organiske kjemikere bruker en teknikk som kalles kjernemagnetisk resonansspektroskopi, eller NMR for kort, for å analysere organiske molekyler basert på hydrogen og karbon. Testresultatene i en villedende enkel graf viser en topp for hvert atom i molekylet. Å definere forholdet mellom dem - J-koblingen konstant - gjør det mulig for forskere å bestemme prøvens sminke.
NMR-grafen
NMR-grafen måler plasseringen av hvert ion ved hvordan det resonerer i spektroskopets magnetiske felt. Resonansen viser som en serie med topper. Hver topp i grafen tilsvarer et element i molekylet, så et molekyl som inneholder ett karbonatom og tre hydrogenatomer viser fire topper. Hver gruppe av topper blir generelt referert til som en multiplett, men de har også spesifikke navn bestemt av antall topper. De med to topper kalles dubletter, de med tre topper er trillinger og så videre. Noen er vanskeligere: Fire topper kan være enten en firedobler, eller det kan være en dublett. Forskjellen er at alle toppene i en firedobler har samme avstand, mens en dublett av dubletter vil vise to par topper med forskjellig avstand mellom den andre og den tredje toppen. Det samme gjelder firedoblinger og andre multipletter: Toppene i en gitt multiplett har samme relative avstand. Hvis avstanden varierer mellom dem, har du en gruppering av mindre multipletter i stedet for en stor.
Konvertere topper til Hertz
Topper måles i deler per million, som - i dette tilfelle - betyr milliondeler av spektrografene driftsfrekvens, men J-konstanter er uttrykt i hertz, så du må konvertere toppene før du bestemmer verdien av J. For å gjøre dette, multipliser ppm etter spektrografifrekvensen i hertz og deles deretter med en million. Hvis verdien din for eksempel var 1.262 ppm, og spektrografen din opererte ved 400 MHz eller 400 millioner hertz, gir dette en verdi på 504,84 for den første toppen.
Ankommer J In a Duplet
Gjenta beregningen for hver topp i multipletten, og skriv de tilsvarende verdiene. Det er online kalkulatorer for å få hurtig på den prosessen, eller du kan bruke et regneark eller en fysisk kalkulator hvis du foretrekker det. For å beregne J for en dublett, trekker du bare den lavere verdien fra den høyere. Hvis den andre toppen resulterer i en verdi på 502,68, for eksempel, vil verdien for J være 2,02 Hz. Toppene i en triplett eller firedobler har alle samme avstand, så du trenger bare å beregne denne verdien en gang.
J i mer komplekse multipletter
I mer komplekse multipletter, for eksempel en kopi av dubletter, må du beregne en liten koblingskonstant i hvert topp av parene og en større en mellom parene av topper. Det er et par måter å komme frem til den større konstanten, men det enkleste er å trekke fra den tredje toppen fra den første og den fjerde toppen fra den andre. Spektrografen har vanligvis en feilmargin som er omtrent pluss eller minus 0,1 Hz, så ikke bekymre deg hvis tallene varierer litt. Gjennomsnitt de to for å komme til den større konstanten for dette spesifikke eksemplet.
I en dupleks med tripletter gjelder samme resonnement. Den mindre konstanten blant de tre toppene er identisk, innenfor spektrografene av feilmarginen, slik at du kan beregne J ved å velge hvilken som helst topp i den første tripletten og trekke fra verdien for den tilsvarende toppen i den andre tripletten. Med andre ord kan du trekke verdien av topp 4 fra verdien til topp 1, eller verdien av topp 5 fra verdien av topp 2, for å komme til den større konstanten. Gjenta etter behov for større multipletter, til du har beregnet J for hvert sett med topper.