Зміст
Хіміки-органіки використовують метод, який називають ядерно-магнітно-резонансною спектроскопією, або короткий ЯМР для аналізу органічних молекул на основі водню та вуглецю. Результати випробувань на оманливо простому графіку показують пік для кожного атома молекули. Визначення взаємозв'язку між ними - константа з'єднання J - дає можливість дослідникам визначити склад проб.
Графік ЯМР
Графік ЯМР вимірює розташування кожного іона шляхом того, як він резонує в магнітному полі спектроскопів. Резонанс показаний у вигляді серії піків. Кожному піку на графіку відповідає елемент у молекулі, тому молекула, що містить один атом вуглецю та три атоми водню, показує чотири піки. Кожне групування піків взагалі називається множинним, але вони також мають конкретні назви, що визначаються кількістю піків. Ті, що мають дві вершини, називаються дуплетами, ті, що мають три вершини, є трійнятами тощо. Деякі з них складніші: чотири вершини можуть бути або чотиригранними, або можуть бути дуплетами дуплетів. Різниця полягає в тому, що всі вершини в квадруплеті мають однаковий інтервал, тоді як дуплети дуплетів показують дві пари піків з різним інтервалом між другим і третім піками. Те ж саме справедливо і для чотиригранних та інших множин: Піки в межах даного множини мають однаковий відносний інтервал. Якщо інтервал між ними різниться, у вас є групування менших множин, а не один великий.
Перетворення вершин на Герц
Піки вимірюються в частках на мільйон, що - в цьому зв'язку - означає мільйони робочої частоти спектрографа, але константи J виражаються в герцах, тому вам потрібно перетворити піки, перш ніж визначити значення Дж. Для цього помножте на проміле за частотою спектрографів у герцах, а потім поділити на мільйон. Якщо, наприклад, ваше значення становило 1,226 проміле, а ваш спектрограф працював на частоті 400 МГц або 400 мільйонів герц, це дає значення 504,84 для першого піку.
Прибуття в J в дуплеті
Повторіть цей обчислення для кожного піку в множині та запишіть відповідні значення. Існують онлайн-калькулятори для прискорення цього процесу, або ви можете скористатися електронною таблицею або фізичним калькулятором, якщо хочете. Щоб обчислити J для дуплету, просто віднімайте нижнє значення від вищого. Якщо другий пік призведе до значення 502,68, наприклад, значення J буде 2,02 Гц. Всі вершини в триплеті чи чотиригранні мають однаковий інтервал, тому потрібно обчислити це значення лише один раз.
J У більш складних множинах
У більш складних множинах, таких як дуплети дуплетів, потрібно обчислити невелику константу сполучення в межах кожної пари вершин і більшу - між парами вершин. Є кілька способів досягти більшої константи, але найпростішим є відняття третього піку від першого, а четвертого піку від другого. У спектрографа зазвичай є похибка, яка приблизно плюс-мінус 0,1 Гц, тому не хвилюйтесь, якщо цифри незначно змінюються. Середнє значення двох, щоб досягти більшої константи для цього конкретного прикладу.
У дуплексі трійки застосовуються ті ж міркування. Менша константа серед трьох піків однакова в межах похибки спектрографа, тому ви можете обчислити J, вибравши будь-який пік у першій триплеті і віднісши значення для відповідного піку у другому триплеті. Іншими словами, ви можете відняти значення піку 4 від значення піку 1 або значення піка 5 від значення піку 2, щоб дійти до більшої константи. Повторіть по мірі необхідності для більших множин, поки не обчислите J для кожного набору піків.