předcházející kapitolazpět na obsahnásledující kapitola

CHEMICKÝ POSUN

Z výše uvedeného vztahu pro energetický rozdíl mezi hladinami vyplývá, že všechna jádra jednoho izotopu vložená do téhož magnetického pole budou rezonovat při stejné frekvenci. Kdyby tomu tak bylo, nemělo by smyslu hovořit o NMR spektrech, protože tato spektra by obsahovala pouze jediný signál pro každý izotop obsažený ve vzorku.

Pozorování NMR spekter je umožněno tím, že jádra atomů jsou od magnetického pole, v němž se nacházejí, stíněna elektrony. Elektrony svým pohybem vytvářejí magnetické pole, které má opačný směr než vnější magnetické pole B0. Jádra stejného izotopu, která nemají stejné chemické okolí (tedy nejsou chemicky ekvivalentní) se liší rozložením elektronů ve svém okolí a tím sice velmi nepatrně, ale pozorovatelně, intenzitou stínění. Ta je úměrná vnějšímu magnetickému poli B0 a charakterizujeme ji stínící konstantou σ. Efektivní magnetické pole Bef

Bef = B0 - σB0 = B0 . (1 - σ).

Jestliže na jádra působí různě velké efektivní magnetické pole, budou mít tato jádra i různou rezonanční frekvenci. Například pokud mají jádra 1H tetramethylsilanu (TMS) v poli 11.74 T rezonanční frekvenci přesně 500 MHz, vodíky CH3 skupiny methanolu jsou méně stíněné a budou mít rezonanční frekvenci 500001650 Hz a vodíky benzenu, které jsou ještě méně stíněné budou mít rezonanční frekvenci 500003635 Hz. V magnetickém poli o poloviční intenzitě, by vodíky TMS rezonovaly při 250 MHz, vodíky CH3 skupiny methanolu při 250000825 Hz a vodíky benzenu při 250001817,5 Hz. Proto se pro vyjadřování chemického posunu ujala stupnice δ s jednotkou ppm (parts per milion) odpovídající miliontině vnějšího pole. Chemický posun je definován takto:

 

chemicky_posun
δx= 106 * ( νx -νref) /νref,

kde vx je chemický posun atomu x, vx je rezonanční frekvence atomu x a vref je rezonanční frekvence referenční sloučeniny. Budeme-li za refer

nční sloučeninu považovat TMS a dosadíme-li rezonanční frekvence do vzorce, vyjde nám, že chemický posun vodíků methylové skupiny v methanolu je 3,3 ppm a chemický posun benzenových vodíků je 7.27 ppm. Hlavní výhodou chemického posunu δ je to, že u různých přístrojů s různými indukcemi magnetického pole poskytuje stejné hodnoty.





předcházející kapitolazpět na obsahnásledující kapitola