Il chemical shift

Il nucleo 1H risuona, in un campo magnetico omogeneo di 14000 gauss a 60 MHz. Se tutti i nuclei di idrogeno assorbissero alla stessa forza di campo per una determinata frequenza, la spettrometria NMR sarebbe solo un metodo per la determinazione dei protoni presenti in una data molecola. In realtà la forza del campo necessaria per l’assorbimento dipende per un determinato protone dal suo intorno immediato, ovvero dalla struttura molecolare. La determinazione analitica della forza del campo a cui un determinato protone assorbe consente valutazioni sulla struttura della molecola in specie se tale tecnica è associata a quella dell’I.R. e della spettrometria di massa.

Il campo esterno induce una circolazione di elettroni attorno al protone in un piano ad esso perpendicolare. Questa carica, che a sua volta ruota, genera un campo magnetico che generalmente si oppone al campo magnetico esterno

shermaggio nucleo

Si dice che gli elettroni schermano il protone attorno a cui girano se il relativo campo magnetico indotto si oppone al campo esterno: in tal caso gli elettroni schermano il protone dagli effetti del campo magnetico esterno.

Al contrario si dice che gli elettroni deschermano il nucleo se il campo magnetico indotto si somma al campo esterno. I nuclei dell’idrogeno, a seconda dei differenti intorni molecolari, vengono schermati o deschermati in misura diversa dagli elettroni che ruotano attorno ad essi e quindi ogni protone è sottoposto a un campo magnetico effettivo.
Quando il campo magnetico esterno viene fatto variare, i protoni non saltano tutti alla medesima forza del campo. L‘intorno chimico, infatti , gioca un ruolo fondamentale.

L’entità dello schermaggio è tanto più grande quanto maggiore è la densità elettronica attorno al nucleo di idrogeno: ad esempio il protone del bromometano è più schermato rispetto a quello del metanolo stante il fatto che l’ossigeno ha elettronegatività maggiore rispetto al bromo: l’effetto elettron-attrattore dell’ossigeno è più forte e quindi riduce la densità elettronica attorno al gruppo -CH3 più del bromo.

Quindi dallo spettro NMR non si ottengono solo dati quantitativi ma anche informazioni relative all’intorno molecolare di ciascun protone. Poiché lo schermaggio dipende dall’intorno chimico di ciascun protone la forza del campo necessaria per l’assorbimento di energia da parte dei differenti protoni subisce uno spostamento chimico o chemical shift rispetto a uno standard di riferimento qualunque. Lo standard più usuale è il tetrametilsilano Si(CH3)4 indicato con il suo acronimo TMS : esso viene disciolto nella soluzione campione sotto indagine e viene usato come riferimento interno. La scelta del TMS è dovuta alle seguenti ragioni:

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On