Resonancia magnetica nuclear

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INTRODUCCIÓN.

La espectroscopia de RMN fue desarrollada a finales de los años cuarenta para estudiar los núcleos atómicos. En 1951, los químicos descubrieron que la espectroscopia de resonancia magnética nuclear podía ser utilizada para determinar las estructuras de los compuestos orgánicos. Esta técnica espectroscópica puede utilizarse sólo para estudiar núcleos atómicos con un número imparde protones o neutrones (o de ambos). Esta situación se da en los átomos de 1H, 13C, 19F y 31P. Este tipo de núcleos son magnéticamente activos, es decir poseen espín, igual que los electrones, ya que los núcleos poseen carga positiva y poseen un movimiento de rotación sobre un eje que hace que se comporten como si fueran pequeños imanes.

La RMN es una técnica de caracterización en la cual unamuestra es colocada en un campo magnético y bombardeada con ondas de radio. Estas ondas de radio animan a los núcleos de la molécula a cantarnos una canción que sólo puede ser recibida en un receptor de radio especial. Pero al igual que la ópera, los núcleos cantan en un lenguaje que no podemos entender, por lo tanto necesitamos un decodificador. Este decodificador se llama algoritmo de laTransformada de Fourier. Se trata de una compleja ecuación que traduce el lenguaje de los núcleos en algo que sí podamos comprender.

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR.

La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es un fenómeno físico basado en las propiedades magnéticas que poseen los núcleos atómicos permitiendo alinear los campos magnéticos de diferentes átomos en la dirección de un campo magnético externo.La respuesta a este campo externo depende del tipo de núcleos atómicos por lo que esta técnica puede utilizarse para obtener información sobre una muestra., y en general, las moléculas más utilizadas son el Hidrógeno-1 y el Carbono-13. Si sólo implicase los núcleos no tendría interés para los químicos. Afortunadamente, los electrones van a producir modificaciones, débiles pero observables, siendoesos efectos electrónicos los que darán lugar a los desplazamientos químicos y a las constantes de acoplamiento, permitiendo así el estudio detallado de la estructura electrónica de las moléculas, razón del éxito de la RMN en química orgánica.

La RMN es un método relativamente moderno (en comparación a otras espectroscopias)
Pues data de 1946, año en el que Purcell de la Universidad de Harvardy Bloch y Packard de la Universidad de Stanford obtuvieron los primeros resultados y elaboraron la teoría, el primer espectro con señales separadas para una molécula orgánica data de 1951. Un espectrómetro de RMN consiste esencialmente en un imán, un emisor de radiofrecuencia
y un detector de radiofrecuencia.

Cuando una muestra que contiene núcleos, por ejemplo protones, dotados de ciertaspropiedades magnéticas, que describiremos más tarde, es colocada entre los dos polos de un imán y sometida al campo de radiofrecuencia (rf) del emisor, es capaz de absorber energía de rf (es lo que se llama entrar en resonancia). Para relaciones bien determinadas entre la fuerza del campo magnético B0 y la frecuencia del emisor ν, una señal es detectada por el receptor.

Suponiendo que unproducto da un espectro formado por 18 señales, eso significa que hay
18 combinaciones entre el campo magnético y la frecuencia del emisor que han producido una resonancia, es decir, una absorción de energía. Dado que sólo cuenta la relación v/B0, no se hacen variar simultáneamente los dos campos, el magnético y el eléctrico, sino que se fija uno y se hace variar progresivamente el otro, lo que sedenomina barrido. Se hablará pues de barrido de campo o de barrido de frecuencia. Cada vez que la relación frecuencia/campo sea la adecuada, el receptor registrará una señal.

PROPIEDADES MAGNÉTICAS DEL NUCLEO.

Ciertos núcleos pivotan mecánicamente alrededor de un eje, dicho movimiento puede ser definido por su momento angular. Este momento toma un valor bien definido para cada núcleo, valor que...
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