Nedenfor er et $ \ ce {^ 1H} $ NMR-spektrum for kjernemagnetisk resonans for benzylalkohol. Hydrogenet i alkoholgruppen gir et unikt signal. De to hydrogenene i $ \ ce {CH2} $ gir et unikt signal med omtrent det dobbelte av signalområdet. Det jeg ikke forstår er hvorfor alle hydrogener i fenylgruppen er ekvivalente. Jeg antar at det ville ha vært 3 signaler fra fenylringen. Ett par $ \ ce {H} $ som er like langt unna metanolen, et annet par som også er like fjernt, og sist, et enkelt hydrogen som er lengst borte fra metanolen. Det er tydeligvis ikke tilfelle, og 5 hydrogen gir bare et enkelt signal.
Hvorfor ? Hva er en god måte å tenke på ekvivalente og ikke-ekvivalente atomer i NMR-spektrometri? Jeg vil heller unngå regler som den som sier «hvis du kan erstatte hydrogen med et annet atom og det gir den samme forbindelsen, er hydrogenene ekvivalente «. Jeg vil heller ha en intuitiv måte å tenke på det, hvis det er mulig!
Svar
Du har rett, de fem hydrogenene er ikke magnetisk likeverdige. Du forventer å se tre signaler for det aromatiske p rotoner.
Hvis du ser nærmere, vil du se at det aromatiske signalet ikke er en perfekt singlett, men er mer komplisert med en ekstra liten topp og en bredere base, det er en multiplett. Du har tre forskjellige signaler, men de er så nært i kjemisk skifte at de overlapper og resulterer i denne multipletten.
Svar
De tre signalene er veldig nær i kjemisk skift, og har en sterk kobling. Hvis du har hørt om $ AB $ spinnsystemer, hvor CS-forskjellen er lik koblingskonstanten, som gjør at de ytre to linjene til de to dublettene blir svakere, og de indre to sterkere og bevege seg nærmere hverandre: Dette er et $ AB_2C_2 $ system. De indre linjene slår seg helt sammen, og de ytre linjene blir en uskikkelig fot rundt midtlinjen.
Hvis du hadde en sterkere magnet, hvor CS-forskjellen (i Hz) er proporsjonalt større, ville du få flere topper og kan til og med være i stand til å integrere og identifisere dem.