Técnica de resonancia Magnética Nuclear

1. Espectroscopia de resonancia
magnética nuclear
PATRICIA VICTORIA PÉREZ LUNA

2. Número cuántico de Espín
Valores Permitidos (+1/2 y -1/2)
_
e
Generando
un campo magnético.
Cuya dirección depende
de la dirección de giro
Un electrón
Paramagnetismo:
Es la tendencia de los momentos magnéticos libres a alinearse
paralelamente a un campo magnético
_
e
_
e
Paramagnetismo y Diamagnetismo
Uno o más electrones

3. _
e
_
e
Diamagnetismo:
Cuando todos sus electrones están apareado.
Produciendo su propio campo magnético en la
dirección opuesta.
Y por lo tanto es débilmente repelido por un campo
magnético expuesto
¿Cómo podemos saber si los átomos o iones son
Paramagnéticos o diamagnéticos?
Paramagnetismo y Diamagnetismo
Diamagnético
Paramagnético
P
P
P
P
D

4. Estados de spin nuclear
Algunos núcleos giran sobre
su propio eje y de este modo
Tienen la propiedad de espín.
Cuanto la suma de protones y neutrones es par,
I=0 o un número entero (0,1,2, …)
Si la suma es non,
I es la mitad de un número entero (
𝟏
𝟐
,
𝟑
𝟐
,
𝟓
𝟐
, …)
Si tanto los protones como los neutrones son de
número par,
I=0
Los núcleos con spin tienen un momento angular y
pude describirse en términos de
los números spin I (0,
𝟏
𝟐
, 1,
𝟑
𝟐
…)
Cada protón y neutrón tienen su propio
Spin e I es la resultante de estos movimientos
de espín
Ejemplo:

5. El número máximo de estados de espín
o valores del momento angular, depende de I
Un núcleo tendrá (2I +1) estados discretos
Estados de spin nuclear
Los núcleos más pesados, al ser conjunto de varias partículas elementales, tienen valores de
Spín que varían de 0 a por lo menos 11/2

6. Momentos magnéticos nucleares
Puesto que el núcleo posee una carga
Su espín genera un campo magnético
𝝁 = 𝜸𝒑
El momento magnético resultante 𝝁 se orienta a lo largo
del eje del spín y es proporcional al momento angular p
Donde la constante de proporcionalida 𝜸 es la relación
giromagnetica.
La interacción y el momento magnético conduce a una serie de
estados cuánticos Magnéticos observables m, dados por.
m=I
De esta forma, los núcleos que se consideran tienen dos
Números cauticos magnéticos
m= + ½ y m=-1/2

7. Absorción de energía y transiciones
El momento magnético de los núcleos tiende a orientarse en
una de las dos direcciones posibles con respecto al campo
magnético, en función de m.
Si aplicamos la energía adecuada,
podemos hacer que un protón pase de
Un nivel 𝛼 a uno 𝛽.
𝜶
𝜷
El equipo mide la absorción de energía del protón
𝒗 𝟎 =
𝜸𝑩𝒐
𝟐𝝅

8. Ambiente químico y desplazamientos químicos
La radiación de radiofrecuencias que se absorbe por un núcleo se ve afectada por su entorno químico
Desplazamiento Químico
Se origina por los campos magnéticos que se generan
Debido al movimiento de los e-.
Por lo tanto:
𝑩𝒐 = 𝑩 𝒂𝒑𝒍𝒊 − 𝝈(𝟏 − 𝝈)
Donde 𝑩𝒐 es el campo resultante, 𝑩 𝒂𝒑𝒍𝒊 es el campo aplicado y 𝝈
Es la constante de apantallamiento (determinad por la densidad
electrónica.
𝝈(𝟏 − 𝝈)
𝑩 𝒂𝒑𝒍𝒊 −

9. 𝜶
𝜷
∆𝐸
𝐵𝑜 = 4.69𝑇
𝑣𝑜 200𝑀ℎ𝑧
Núcleo
apantallado
Núcleo
desapantallado
𝐵 𝑁
𝐵 𝑎𝑝𝑙𝑖
Campos bajos
Campos Altos

10. Desdoblamiento espín-espín
Cuando el momento magnético de un núcleo interacciona con los momentos magnéticos de los núcleos
adyacentes se provoca el desdoblamiento de los niveles de energía y por lo tanto múltiples transiciones.
Multiplicidad n+1

11. RMN 1H
1 min
9.86
7.83
7.81
6.99
6.97
3.81
H
H
H
H
RMN 1H
2 min
Campos Altos
Núcleos apantallados
Campos Altos
Núcleos Desapantallados Aldehído
Aromáticos
Alifáticos

12. RMN 1H
1 min
9.86
7.83 - 7.81 6.99 - 6.97
3.81
H
H
H
H
Aldehído
Aromáticos
Alifáticos
a
d
a
d
1H
2H 2H
3H
RMN 1H
2 min
b
1 b
2
b
1
b
2
c1 c2
c2
c1

13. RMN 13C
30 min
Aldehído Metoxi
Aromático
CDCl3

14. RMN 13C
30 min
Aldehído Metoxi
Aromático
CDCl3
a
a
b
c
c
d
d
e
f
f
e
d
c
b

15. Curva de integración
Las intensidades son directamente proporcionales al número de núcleos
que causan la señal
Altura total = 36.2 mm + 15.2 mm + 22.8 mm = 74.2 mm
No. de H = 10
74.2 mm
10 H
= 7.42 mm/H
36.2 mm
7.42 mm/H
= 4.8 H
15.2 mm
7.42 mm/H
= 2.04 H
22.8 mm
7.42 mm/H
= 3.07 H

16. Acoplamiento Espin-espin