NMR-spektroskopi: Forskelle mellem versioner

'''NMR''' (Nuclear Magnetic Resonans) eller '''Kernemagnetisk resonans''' er en [[spektroskopi]]sk metodermetode, der bygger på [[atomkerner]]s [[spin]]. NMR kan bruges til at undersøge molekylers struktur og deres rumlige og elektroniske opbygning.

Hvis en atomkerne med spinkvantetal I udsættes for et magnetisk felt med feltstyrke B, vil kernens grundtilstand splitte op i 2I+1 energiniveauer med energiforskel <math>\Delta E=\frac{h\gamma}{2\pi}B</math>, hvor h er [[Plancks konstant]] og <math>\gamma</math> er det magnetogyriske forhold, der er afhængigt af typen af atomkerne. Denne opsplitning kan måles ved hjælp af den lysoptagelse eller -udsendelse, der forekommer når tilstanden ændres. Da <math>E_{lys}=h\nu</math> er frekvensen for lyset <math>\nu=\frac{\gamma B}{2\pi}</math>. Det kaldes for resonansfrekvensen.

Hvis en prøve af et stof udsættes for et magnetfelt B₀, vil det lokale felt B, som atomkernerne føler, være forskelligt alt efter deres kemiske omgivelser, da [[elektron]]erne omkring kernen delvis afskærmer for det, og der er forskellige elektrontætheder omkring de forskellligeforskellige kerner. Det medfører at de vil optage lys med forskellige frekvenser. Da forskellen er lille relativt til lysfrekvensen og ændres med feltstyrken B, er det upraktisk at bruge abolutte værdier. I stedet bruges det kemiske skift <math>\delta=\frac{\nu-\nu_0}{\nu_0}</math>, hvor <math>\nu</math> er resonansfrekvensen for kernen, og <math>\nu_0</math> er resonansfrekvensen for en standardforbindelse. Da <math>\delta</math> varierer relativt forudsigeligt med de kemiske omgivelser kan NMR-spektret give informationer om hvilken kemisk forbindelse, der er tale om.

Hvis der er NMR-aktive kerner i nærheden af den kerne, man måler på, vil dette ændre udseenetudseendet af signalet. Generelt vil signalet splitte op i 2*N*I+1 linierlinjer, hvor N er antallet af kernekerner med spin I. For N>1 vil liniernelinjerne ikke være lige høje. Altså vil ¹³C-signalet i [[formaldehyd]], H<supsub>2</supsub>CO, splitte op i 2*2*1/2+1=3 linierlinjer, da der er 2 H'er med spin 1/2 i nærheden af C, og O ikke er NMR-aktiv. Hvis der er flere forskellige slags kerner skal resultatet fra hver slags ganges sammen, så diflouromethans ¹³C signal vil splitte op i (2*2*1/2+1)*(2*2*1/2+1)=9 linierlinjer. Dog er der mulighed for at nogle linierlinjer falder oven i hinanden, hvis flere slags kernekerner samtidig kobler til en kerne.