תוֹכֶן
כימאים אורגניים משתמשים בטכניקה הנקראת ספקטרוסקופיה גרעינית מגנטית גרעינית, או בקיצור NMR, כדי לנתח מולקולות אורגניות על בסיס מימן ופחמן. תוצאות הבדיקה בתרשים פשוט מטעה מראות שיא לכל אטום במולקולה. הגדרת הקשר ביניהם - קבוע הצימוד J - מאפשרת לחוקרים לקבוע את איפור הדגימות.
גרף ה- NMR
גרף ה- NMR מודד את המיקום של כל יון לפי האופן בו הוא מהדהד בתוך השדה המגנטי של הספקטרוסקופים. התהודה מופיעה כסדרת פסגות. כל שיא בתרשים תואם יסוד במולקולה, כך שמולקולה המכילה אטום פחמן אחד ושלושה אטומי מימן מציגה ארבע פסגות. כל קבוצה של פסגות מכונה בדרך כלל כ multiplet, אך יש להן גם שמות ספציפיים הנקבעים על פי מספר הפסגות. אלה עם שני פסגות נקראים כפילויות, אלה עם שלוש פסגות הם שלשות וכו '. חלקם מסובכים יותר: ארבע שיאים עשויים להיות רביעייה, או שזה יכול להיות כפילות של כפילויות. ההבדל הוא שלכל הפסגות בתוך ריבוע זהה מרווח זהה, ואילו כפילות של כפילויות היו מציגות שני זוגות פסגות עם מרווח שונה בין הפסגה השנייה והשלישית. אותו דבר נכון גם למרבצים ומכפילים אחרים: לפסגות במכפלת נתון יש מרווח יחסי זהה. אם המרווח משתנה ביניהם, יש לך קיבוץ של כפילים קטנים יותר מאשר אחד גדול.
המרת שיאים להרץ
שיאים נמדדים בחלקים למיליון, שמשמעותם - במונח זה - מיליונים מתדר הפעולה של הספקטרוגרפים, אך קבועי J מבוטאים בהרץ, לכן עליכם להמיר את הפסגות לפני שתקבעו את הערך של J. לשם כך, הכפלו את ppm לפי תדר הספקטרוגרפים בהרץ ואז מחלקים במיליון. אם הערך שלך היה 1.262 עמודים לדקה, למשל, והספקטרוגרף שלך פעל על 400 מגהרץ או 400 מיליון הרץ, זה נותן ערך של 504.84 עבור השיא הראשון.
מגיעים לג'יי בדואלט
חזור על החישוב הזה עבור כל שיא במכפלת, ורשום את הערכים המתאימים. ישנם מחשבונים מקוונים כדי להאיץ את התהליך הזה, או שאתה יכול להשתמש בגיליון אלקטרוני או במחשבון פיזי אם אתה מעדיף. כדי לחשב J עבור כפילויות, פשוט גרעו את הערך הנמוך מהגבוה יותר. אם השיא השני מביא לערך של 502.68, למשל, הערך עבור J יהיה 2.02 הרץ. לנקודות השיא בתוך שלישייה או רביעייה יש מרווח זהה, כך שתצטרך לחשב ערך זה פעם אחת בלבד.
J במכפילים מורכבים יותר
במכפילויות מורכבות יותר, כמו כפילות של כפילויות, עליכם לחשב קבוע צימוד קטן בתוך כל זוג הפסגות וגדול יותר בין זוגות הפסגות. ישנן כמה דרכים להגיע לקבוע הגדול יותר, אך הפשוטה ביותר היא להוריד את הפסגה השלישית מהראשונה, ואת הפסגה הרביעית מהשנייה. בספקטרוגרף בדרך כלל יש שולי שגיאה שהם בערך פלוס מינוס 0.1 הרץ, אז אל תדאגו אם המספרים משתנים מעט. ממוצע בין השניים להגיע לקבוע הגדול יותר עבור דוגמא ספציפית זו.
בדופלקס של שלישיות, אותה הנמקה חלה. הקבוע הקטן יותר מבין שלוש הפסגות זהה, בתוך שולי השגיאה של הספקטרוגרפים, כך שתוכלו לחשב J על ידי בחירת כל שיא בשלישיה הראשונה וחיסור הערך של הפסגה המקבילה בשלישייה השנייה. במילים אחרות, תוכלו להוריד את הערך של שיא 4 מערכו של שיא 1, או את ערך שיא 5 מערכו של שיא 2, כדי להגיע לקבוע הגדול יותר. חזור על פי הצורך עבור מכפילים גדולים יותר, עד שחישבת את J עבור כל קבוצת פסגות.