Espectroscopia de Resonancia Magnética Y Nuclear


ESPECTROSCOPÍA DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
TÓPICOS DE QUÍMICA ORGÁNICA

BENITES MEBUS, HUGO
HUASASQUICHE SARMIENTO, LUCERO
VELAZQUEZ JAUREGUI PIERINA






Contenido

1. INTRODUCCIÓN 2
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2
2.1. Estructura atómica 2
2.2. Propiedades magnéticas del núcleo 3
2.2.1. Espín nuclear y momento angular de espín nuclear 3
2.2.2. Momento dipolar magnéticonuclear: magnetón nuclear, relación giromagnética 5
2.2.3. Diferentes tipos de núcleos 5
2.3. Efecto de un campo magnético sobre un núcleo de espín no nulo 7
2.3.1. Energía de interacción del campo magnético con el momento magnético nuclear 7
2.3.2. Precesión y frecuencia de Larmor 9
2.3.3. Transiciones entre dos subniveles 10
2.3.4. Proceso de Relajación 11
2.4. Elementos de la espectroscopíade RMN 12
3. HISTORIA DE LA ESPECTROSCOPÍA DE RMN 12
4. EL ESPECTRÓMETRO DE RMN 13
4.1. Características del espectrómetro: 14
4.2. Funcionamiento del espectrómetro: 14
5. APANTALLAMIENTO, DESPLAZAMIENTO QUÍMICO Y ACOPLAMIENTO 15
6. LA SEÑAL EN RMN 19
7. BIBLIOGRAFIA 20


1. INTRODUCCIÓN

La espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) se basa en la absorción de radiaciónelectromagnética de la región de radiofrecuencia (10 MHz – 1 GHz). Los núcleos atómicos situados bajo la influencia de un campo magnético exterior de intensidad determinada absorben selectivamente energía del rango mencionado, pasando a un estado excitado. A este proceso se le conoce como interacción o efecto de Zeeman.

Al cesar el aporte energético externo, estos mismos núcleos devuelven la energíaabsorbida para regresar a su situación de equilibrio termodinámico, en un proceso de relajación que puede ser captado, medido y cuantificado permitiendo la identificación de la molécula, ya que esta liberación ocurre de forma característica según el tipo de átomos que los rodean y los enlaces establecidos con estos átomos.
Además, en la señal de relajación pueden identificarse sus coordenadasespaciales de origen, que junto con la información anterior y procesada con medios adecuados permite establecer un “mapa” o información morfológica de la estructura donde se ha originado.
La Resonancia Magnética Nuclear es, por lo tanto, una técnica instrumental no destructiva que permite el análisis de compuestos orgánicos y algunos inorgánicos. Por medio de ella se puede deducir la identidad de lagran mayoría de compuestos orgánicos conocidos y desconocidos.


2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
La resonancia magnética nuclear es un método espectral basado, como ya mencionamos, en las propiedades magnéticas que poseen algunos núcleos atómicos para extraer información estructural de la muestra que se está analizando. Para un mayor entendimiento acerca de esta técnica, primero se necesitaconocer algunos conceptos básicos o condiciones físicas que detallaremos a continuación:

1.1. Estructura atómica
Los núcleos atómicos se describen como espacios ocupados por partículas subatómicas llamadas protón y neutrón y rodeados de capa de electrones donde se ubican tanto como electrones estableciéndose así un modelo eléctricamente neutro.
El número total de protones en el núcleo serepresenta con la letra Z y es característico de la especie atómica. La suma de protones y neutrones de un núcleo se conoce como número másico, no caracteriza la especie nuclear al existir isótopos y se representa con la letra A.

No todos los elementos periódicos son igual de susceptibles al fenómeno de magnetización, y por tanto, de resonancia. En relación con las características nuclearesseñaladas, son susceptibles, y por lo tanto útiles para la investigación de esta técnica, los núcleos cuyo número atómico o másico o ambos es impar y no poseen igual cantidad de protones que de neutrones (se detallará mejor en el apartado 2.2).
En este sentido los más empleados en la actualidad para la investigación por resonancia magnética, tanto en técnicas de imagen como espectroscópicas son el H-1...