Resonancia Magnética Nuclear



UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE ALTAMIRA


Alumno
Yuri Zaday Jacobo García

Materia
Optativa1. Química de polímeros

Grupo
IQPI-8°A


Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
Espectroscopia de infrarrojo por transformada rápida de Fourier
Difracción de rayos X
Cromatografía de gases







Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es la herramienta más útilpara la elucidación estructural de moléculas orgánicas. Nos permite dar la posición relativa de átomos dentro de una molécula. Se basa en la absorción de energía electromagnética (ondas de radio) por moléculas inmersas en un fuerte campo magnético.

Principio Físico
La espectroscopia de RMN fue desarrollada a finales de los años cuarenta para estudiar los núcleos atómicos. En 1951, los químicosdescubrieron 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 impar de 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 decirposeen 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.
En ausencia de campo magnético, los espines nucleares se orientan al azar. Sin embargo cuando una muestra se coloca en un campo magnético, tal y como se muestra en la siguiente figura, los núcleos con espínpositivo se orientan en la misma dirección del campo, en un estado de mínima energía denominado estado de espín α mientras que los núcleos con espín negativo se orientan en dirección opuesta a la del campo magnético, en un estado de mayor energía denominado estado de espín β.


Existen más núcleos en el estado de espín α que en el β pero aunque la diferencia depoblación no es enorme sí que es suficiente para establecer las bases de la espectroscopia de RMN.
La diferencia de energía entre los dos estados de espín α y β, depende de la fuerza del campo magnético aplicado H0. Cuanto mayor sea el campo magnético, mayor diferencia energética habrá entre los dos estados de espín. En la siguiente gráfica se representa el aumento de la diferencia energética entre losestados de espín con el aumento de la fuerza del campo magnético.

Cuando una muestra que contiene un compuesto orgánico es irradiada brevemente por un pulso intenso de radiación, los núcleos en el estado de espín αson promovidos al estado de espín β. Esta radiación se encuentra en la región de las radiofrecuencias (rf) del espectro electromagnético por esose le denomina radiación
rf. Cuando los núcleos vuelven a su estado inicial emiten señales cuya frecuencia depende de la diferencia de energía (∆E) entre los estados de espín αy β. El espectrómetro de RMN detecta estas señales y las registra como una gráfica de frecuencias frente a intensidad, que es el llamado espectro de RMN. El término resonancia magnética nuclear procede del hecho de que losnúcleos están en resonancia con la radiofrecuencia o la radiación rf. Es decir, los núcleos pasan de un estado de espín a otro como respuesta a la radiación rf a la que son sometidos.

La siguiente ecuación muestra la dependencia entre la frecuencia de la señal y la fuerza del campo magnético H0 (medida en Teslas, T).

El valor del radio giromagnético depende del tipo de núcleoque se está irradiando; en el caso del 1H es de 2.675 x 108 T-1s-1. Si espectrómetro de RMN posee un imán potente, éste debe trabajar a una mayor frecuencia puesto que el campo magnético es proporcional a dicha frecuencia. Así por ejemplo, un campo magnético de 14.092 T requiere una frecuencia de trabajo de 600 MHz.
Hoy en día los espectrómetros de RMN trabajan a 200,300, 400, e500 y 600 MHz....