Resonancia Magnetica Nuclear

http://www.uned.es/dpto-quim-org-bio/pdf/RMN%20Parte1.pdf www.uned.es/dpto-quim-org-bio/pdf/RMN%20Parte1.pdf http://ocw.usal.es/eduCommons/ciencias-biosanitarias/quimica-organica-ii/contenido/QO_II_Tema02_ocw.pdf es.slideshare.net/coyo74/historia-de-la-resonancia-magntica
https://investigacion.us.es/scisi/sgi/servicios/rmn/areas-aplicacion








9.-RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEARDE PROTONES

INTRODUCCIÓN:

La Resonancia Magnética Nuclear, puede ser considerada como una herramienta que permite obtener una gran cantidad de información sobre la estructura molecular.
Fue desarrollada en la década de los cuarenta (1940-1950), en forma simultánea, por dos grupos de investigadores en física teórica: H. C. Torrey y R. V. Pound, dirigidos por E. M. Pursell en launiversidad de Harvard y W. W. Hansen junto con F.Bloch en la Universidad de Stanford.


TEORÍA BÁSICA DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE PROTONES.(HRMN)

Los núcleos de numerosos átomos presentan el fenómeno de RESONANCIA MAGNETICA cuando son colocados en un campo magnético e irradiados con energía proveniente de un oscilador de radio frecuencia. Sin embargo, solo aquellos núcleos atómicos queposeen la propiedad física llamada espín (I) diferente a cero, mostrarán absorción y emisión de energía en esas condiciones.
Los núcleos que tengan valores de masa (M) y/o número atómico (Z) impar presentarán valores de espín (I) útiles en espectroscopía de resonancia magnética nuclear. Así, por ejemplo, un átomo que posea:

Masa atómica (M) Número atómico (Z) Tendrá Espín (I)impar par ó impar 1/2, 3/2, 5/2,
par impar 1, 2, 3, .
TABLA Nº1
Sin embargo, si (M) y (Z) son ambos pares, el valor del número de espín (I) será cero, y ellos no presentarán espectro de resonancia magnética.
Como ejemplo de núcleos atómicos del primer grupo están los isótopos:


Isótopo
Espín


1H
1/2
13C
1/2
17F1/2
31P
1/2
etc.
etc.
TABLA Nº2

En el segundo grupo están los isótopos del nitrógeno (M = 14), y fluor (M = 18), etc.
Entre aquellos con número de espín = 0, están el isótopo del oxígeno (M = 16) y el carbono (M = 12), etc. como los más importantes para la química orgánica.

EL ESPÍN Y EL FENÓMENO DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR.

Haciendo una gran simplificación, puedeconsiderarse un núcleo atómico (por ejemplo: el núcleo del átomo de hidrógeno), como una esfera, con una carga positiva distribuida sobre su superficie de una manera no homogénea, y poseyendo un movimiento de rotación simple alrededor de un eje imaginario, que lo atraviesa de lado a lado como se ve en la figura Nº1.

Figura Nº1 Dibujo imaginario de un núcleo de hidrógeno girando en torno a un ejeEstos núcleos, cuando se les coloca en un campo magnético intenso, crean su propio momento magnético, y se comportan en consecuencia como un imán, orientándose espacialmente según la dirección del campo magnético externo H0 en ( 2*I+1 ) modos, donde I es el valor del espín.

Para el núcleo de hidrógeno o protón con un valor de espín I = 1/2, su momento magnético i tomará solo dos orientaciones,una a favor y otra en contra del campo magnético externo H0.Estas orientaciones nucleares están asociadas a niveles discretos de energía, (niveles cuánticos) correspondiendo por tanto a aquella orientación en igual sentido al campo magnético principal al nivel de baja energía.



Figura Nº2.- Separación de niveles de energía cuánticos para protones en un campo magnético de intensidad H0

Ladiferencia de energía E entre ambos niveles puede expresarse matemáticamente como:
E(i) = h* v(i)

Donde h es la constante de Planck

E(i) = 2*(i)*H0

ó v(i) = 2*(i)*H0 /h


H0 es la intensidad del campo magnético externo o del instrumento y v(i) es la frecuencia de la radiación necesaria para producir la excitación de un protón de un nivel de energía al otro.

La...