Résonance Magnétique Nucléaire

PRINCIPE DE LA RMN Certains noyaux possèdent un spin. C’est une grandeur vectorielle associée à la rotation des noyaux sur eux-mêmes. Le spin confère aux noyaux un moment magnétique . Un noyau possédant un spin non nul se comporte magnétiquement comme un petit aimant. Exemple : I = 1/2 pour 1H.

Orientation des moments magnétiques

Schéma de l’appareil L’électroaimant crée un champ magnétique Bo puissant. L’échantillon est soumis simultanément à un rayonnement hertzien de fréquence  (appareil).

Exemple pour le 1H (I = 1/2) Energie sans champ Energie avec champ B0 L’application d’un champ magnétique B0 lève la dégénérescence des niveaux d’énergie. La résonance des noyaux est provoquée par un rayonnement dont la fréquence est   107 à 108 Hz. (Ondes radio).

Le déplacement chimique  Les noyaux ne résonnent pas tous à la même fréquence. Les électrons réagissent en créant des champs parasitaires (blindage ou écrantage). Circulation des électrons Ligne de champ Champ magnétique induit Le champ local vu par le noyau est donc : B0 – Binduit.

Le déplacement chimique  On repère les déplacements chimiques dans l’échelle relative qui est indépendante de l’appareil.   10-6 Hz  en ppm

Spectre RMN

Illustration Comment expliquer la présence de 3 signaux? Comment attribuer les signaux ? La courbe d’intégration Le déplacement chimique Comment expliquer la forme des signaux?

Couplages en RMN Interaction entre deux noyaux A et X non équivalents: Le noyau A perçoit une contribution magnétique du noyau X qui lui même peut exister dans deux états différents. Le signal obtenu pour A est alors dédoublé. La constante de couplage J dépend de la position relative des protons dans la molécule et de sa géométrie

Couplages en RMN

Couplages en RMN Couplages en RMN Interaction entre un noyaux A et X et Y non équivalents: Le noyau A perçoit une contribution magnétique du noyau X (JAX) mais aussi une contribution de Y différente JAY

Bibliographie http://www.unice.fr/cdiec/cours/rmn_web/c_rmn.htm Analyse chimique: Méthodes et techniques instrumentales modernes (5e édition) Francis Rouessac-Annick Rouessac Dunod BUP N° 941, février 2012. http://webpeda.ac-montpellier.fr/spc/ABCDORGA/Famille/RMN.htm http://gsite.univ-provence.fr/gsite/Local/lcp-ira/dir/Etienne/Cours%20RMN.pdf http://www.unice.fr/cdiec/cours/rmn_web/c_rmn.htm