Espectro de la NMR en los Desplazamientos Químicos

La frecuencia de la señal que se detecta en la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR), es proporcional al campo magnético aplicado al núcleo. Esta sería una frecuencia determinada con precisión, si el único campo magnético que actuara sobre el núcleo fuera el campo aplicado externamente. Sin embargo, la respuesta de los electrones atómicos a dicho campo magnético aplicado externamente es tal, que sus movimientos producen a su vez un pequeño campo magnético en el núcleo, que normalmente actúa en oposición al campo aplicado externamente. Este cambio en el campo efectivo sobre el espín nuclear, desplaza la frecuencia de la señal de la NMR. La magnitud del desplazamiento depende del tipo de núcleo y de los detalles del movimiento de los electrones en los átomos y moléculas cercanos. Se llama "desplazamiento químico". La precisión de la espectroscopía de NMR permite medir este desplazamiento químico, y su estudio ha producido un gran almacén de información sobre los enlaces químicos y la estructura de las moléculas.

El campo magnético efectivo en el núcleo puede expresarse en términos del campo aplicado externamente B₀ por la expresión

donde s se denomina factor de blindaje o factor de apantallamiento. El factor s es pequeño -normalmente 10^-5 para los protones y <10^-3 para otros núcleos (Becker).

En la práctica, el desplazamiento químico se indica generalmente por el símbolo d, que se define en términos de un estándar de referencia.

El desplazamiento de la señal es muy pequeño, partes por millón, pero la gran precisión con la que se puede medir las frecuencias, permite la determinación del desplazamiento químico con tres o más cifras significativas. El material de referencia es a menudo el tetrametilsilano, Si(CH₃)₄, abreviado TMS. Puesto que la frecuencia de la señal está relacionada con el blindaje por

el desplazamiento químico también se puede expresar como

A continuación se da una muestra de un espectro de desplazamiento químico. Es un boceto de un espectro de NMR de protón incluido en Becker, Capítulo 1. Los picos de alta resolución se pueden identificar con los grupos funcionales en la molécula: d = 1,23, (CH₃)₂; 2,16, CH₃C=O; 2,62, CH₂; 4,12, OH.