Cambio químico
En la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), el desplazamiento químico es la frecuencia de resonancia de un núcleo en relación con un estándar en un campo magnético. A menudo, la posición y el número de cambios químicos son diagnósticos de la estructura de una molécula . [1] [2] [3] Los cambios químicos también se utilizan para describir señales en otras formas de espectroscopia, como la espectroscopia de fotoemisión .
Algunos núcleos atómicos poseen un momento magnético ( espín nuclear ), que da lugar a diferentes niveles de energía y frecuencias de resonancia en un campo magnético . El campo magnético total experimentado por un núcleo incluye campos magnéticos locales inducidos por corrientes de electrones en los orbitales moleculares (tenga en cuenta que los electrones tienen un momento magnético ellos mismos). La distribución de electrones del mismo tipo de núcleo (por ejemplo , 1 H, 13 C, 15N) suele variar según la geometría local (compañeros de unión, longitudes de enlace, ángulos entre enlaces, etc.) y con ella el campo magnético local en cada núcleo. Esto se refleja en los niveles de energía de espín (y frecuencias de resonancia). Las variaciones de las frecuencias de resonancia magnética nuclear del mismo tipo de núcleo, debidas a variaciones en la distribución de electrones, se denomina desplazamiento químico. El tamaño del desplazamiento químico se da con respecto a una frecuencia de referencia o muestra de referencia (ver también referencia al desplazamiento químico ), generalmente una molécula con una distribución de electrones apenas distorsionada.
donde B 0 es la fuerza real del imán en unidades como Teslas o Gauss , y γ es la relación giromagnética del núcleo que se está probando, que a su vez se calcula a partir de su momento magnético μ y número de espín I con el magnetón nuclear μ N y el Constante de Planck h : [ cita requerida ]
Los escáneres de resonancia magnética a menudo se denominan por su intensidad de campo B 0 (por ejemplo, "un escáner de 7 T"), mientras que los espectrómetros de RMN se denominan comúnmente por la frecuencia de Larmor de protones correspondiente (por ejemplo, "un espectrómetro de 300 MHz", que tiene un B 0 de 7 T). Si bien se hace referencia al desplazamiento químico para que las unidades sean equivalentes en diferentes intensidades de campo, la separación de frecuencia real en hercios se escala con la intensidad de campo ( B 0 ). Como resultado, la diferencia de desplazamiento químico entre dos señales (ppm) representa un número mayor de Hertz en máquinas que tienen B 0 más grandes.y, por lo tanto, es menos probable que las señales se superpongan en el espectro resultante. Esta mayor resolución es una ventaja significativa para el análisis. (Las máquinas de campo más grandes también se ven favorecidas debido a que tienen una señal intrínsecamente más alta que surge de la distribución de Boltzmann de los estados de espín magnético ).
El desplazamiento químico δ generalmente se expresa en partes por millón (ppm) por frecuencia , porque se calcula a partir de: [5]
donde ν muestra es la frecuencia de resonancia absoluta de la muestra y ν ref es la frecuencia de resonancia absoluta de un compuesto de referencia estándar, medida en el mismo campo magnético aplicado B 0 . Dado que el numerador generalmente se expresa en hercios y el denominador en megahercios , δ se expresa en ppm.
