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Curso: Química orgânica > Unidade 14
Lição 3: RMN de prótons- Introdução a RMN de prótons
- Blindagem nuclear
- Equivalência química
- Deslocamento químico
- Eletronegatividade e deslocamento químico
- Anisotropia diamagnética
- integração
- Divisão spin-spin (acoplamento)
- Multiplicidade: regra n + 1
- Constante de acoplamento
- Separação complexa
- Índice de deficiência de hidrogênio
- Prática 1 da RMN do próton
- Prática 2 da RMN do próton
- Prática 3 da RMN do próton
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Blindagem nuclear
Blindagem nuclear por elétrons e como ela desloca um sinal de prótons RMN. Versão original criada por Jay.
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Transcrição de vídeo
[LEGENDA AUTOMÁTICA] antes de entrar em blindagem nuclear nós
precisamos rever um pouco de física então vamos dizer que nós temos aqui uma
corrente sobre esse look de fio e essa corrente ela está nessa direção aqui eu
vou representar essa corrente por e assim se nós estivermos olhando de uma
parte superior você vai ter uma visão superior ou seja essa visão da esquerda
que é uma visão superior e o movimento da nossa corrente vai ser no sentido
horário e na física a corrente era tratada como o movimento de taxas
positivas e embora não seja o que está realmente acontecendo mais uma carga
móvel cria um campo magnético e aí podemos dizer que a corrente vai criar
um campo magnético e nós podemos descobrir a direção do nosso campo
magnético usando uma variação da regra da direita então se você coloca a sua
mão aqui o seu polegar e está apontando na direção aqui da corrente então nós
estamos apontando o nosso polegar para esquerda
se você colocar a parte de trás da sua mão direita vai estar mais ou menos
assim os seus dedos só podem estar nessa direção e aí os seus dedos
eles navegam por esse lopping aqui e nós criamos o nosso campo magnético e essa
daqui e vai ser a direção do campo magnético criado pela nossa corrente e
aí os seus dedos ele se enrolou no seu look up
então de uma visão superior o campo magnético ele está entrando aqui e se
você olhar aqui dessa visão ao lado o seu campo magnético ele vai estar nessa
direção e eu vou chamar esse campo magnético de b que é o campo magnético
criado pela corrente em nosso núcleo de fio que na verdade são elétrons que
estão se movendo e como os elétrons eles são carregados negativamente então os
elétrons eles vão se mover em uma direção oposta à corrente ou seja os
elétrons mover nessa direção e se você olhar de
uma visão superior os elétrons ele já está se movendo nessa
direção aqui ou seja direção oposta ao da corrente e nesse caso é o sentido
anti-horário e é importante essa idéia de mover elétrons criando um campo
magnético vamos ver um caso onde temos um próton
envolvido e no vídeo anterior nós vimos que nós aplicamos um campo magnético
externo que eu vou representar por bezerra zero ou seja esse bebê 0 aqui na
presença de um campo magnético externo a densidade eletrônica em torno do nosso
próprio ela circula isso quer dizer que se você pensar nisso daqui como sendo um
pronto você vai ter os elétrons circulando aqui em volta do nosso
próprio e eu vou mostrar o movimento esses elétrons e aí você tem essa
densidade de elétrons aqui circulando em todo o nosso próton e essa densidade de
elétrons ela cria o nosso campo magnético então se os elétrons estão se
movendo dessa maneira você pode pensar igualmente aqui e aí o nosso campo
magnético ele está descendo como você viu aqui então nós podemos dizer que o
campo magnético induzido pelo elétron eles se opõem ao campo magnético
aplicado ou seja o campo magnético induzido ele está nessa direção e eu
posso chamar esse campo magnético de bim que vai ser o campo magnético induzido e
com isso eu posso dizer que este vetou aqui que é o nosso campo magnético
induzido ele está oposto a este campo magnético aqui
este é um efeito chamado dia magnetismo e uma coisa importante é que este próton
aqui ele experimenta um campo magnético geral menor então vamos pensar sobre
isso vamos dizer que você tem um campo magnético e certa magnitude que eu vou
colocar aqui o campo magnético ac dc a magnitude e eu vou chamar esse campo
magnético de bezerra 0 então vamos dizer que a densidade de elétrons ou seja o
movimento dos elétrons eles criam um campo induzido que se
opõem à o campo geral então eu vou colocar aqui no nosso campo induzido eu
vou chamar ele de bim que vai ser o campo induzido e aí o próton ele vai
sentir um campo magnético menor e aí eu posso desenhar o campo magnético
que vai ser sentido por nosso próprio e ele vai ser um campo magnético aqui
menor eu vou chamar isso de campo magnético efetivo ou eu posso chamar
isso simplesmente de b e f e aí nós podemos dizer que este campo que o
próton cento de fato mas se é igual a o campo magnético aplicado - o campo
magnético induzido e aí nós podemos dizer que este próton aqui este núcleo
ele está protegido do campo magnético aplicado ou seja este campo aplicado
aqui por elétrons e aí nós podemos escrever protegido aqui em cima e aí se
você aumentar a sua densidade de elétrons você vai aumentar a proteção
desse próton aqui então nós podemos dizer que esta blindagem ou seja esta
proteção ela tem um efeito de baixar campo magnético efetivo experimentar
tudo pelo nosso próprio então vamos ver mais dois exemplos aqui eu vou começar
por esse próton aqui e chega mais e se você pensar este próton ele está
totalmente desprotegido isso porque não há elétrons em volta dele e por isso
este próton aqui desprotegido ele vai experimentar o campo magnético aplicado
total e nós sabemos do vídeo anterior que o campo magnético externo ele
provoca os seus estados de rotação alfa e beta para ser separado por uma certa
distância a que sendo que é que está o estado de rotação
alfa e aqui está o estado de rotação beta e aqui nós temos uma diferença de
energia e agora nós vamos olhar para este exemplo aqui e aí nós temos o nosso
hidrogênio que é o nosso próton este próton aqui ele está ligado a este
carbono e por isso nós temos esses elétrons aqui e por isso nós podemos
dizer que este próton ele está protegido isso significa que nós temos uma
proteção criada por esses elétrons aqui esses elétrons que estão circulando e
isso cria um campo magnético induzido que se opõem a esse campo magnético
aplicado aqui e nós podemos dizer que este próton ele sente um campo magnético
menor por isso nós dizemos que é um campo magnético efetivo ou seja nós
diminuímos o campo magnético aplicado que é experimentado por este próton aqui
e no vídeo anterior eu falei o que acontece quando você tem um campo
magnético que está diminuindo ou seja a força do campo magnético ela corresponde
à diferença entre os estados alfa beta ou seja se você está diminuindo a força
do seu campo magnético então você vai diminuir a diferença de energia isso
significa que você está diminuindo a sua energia e eu posso representar isso
através de um desenho então aqui eu tenho o meu estado de rotação alfa eu
vou colocar aqui o meu estado de rotação berta então essa diferença de energia
aqui ela vai ser menor do que a anterior e aí eu tenho uma diferença de energia
menor e nós sabemos que a energia é igual a constante de planck que eu vou
chamar dh vezes a freqüência isso significa que se nós diminuirmos a nossa
energia então nós vamos diminuir a nossa freqüência e aí podemos concluir que a
energia e freqüência elas são diretamente proporcionais ou seja se
você diminui a sua energia então você vai diminuir
a sua freqüência então o próton protegido ele absorve uma freqüência
mais baixa do que um próton desprotegido então o próton desprotegido ele
corresponde a uma maior diferença de energia que corresponde a uma maior
freqüência então é por isso que precisamos pensar quando estamos
examinando o espectro de rmn e eu fiz um desenho aqui de um espectro rmn e no meu
desenho quero que você perceba que aqui nós temos um deles protegido o espectro
deixe protegido e aqui nós temos do outro lado eu vou colocar em vermelho
aqui nós temos um protegido novamente só que não é um espectro real eu só estou
colocando isso para ajudar você a pensar no que está acontecendo e para nosso
exemplo do desprotegido que nós vimos lá o nosso a mais e se nós colocarmos isso
aqui no nosso espectro isso significa que se você vai mais para a esquerda
significa que você está se deixe protegendo cada vez mais e se você está
se diz protegendo cada vez mais você experimenta um campo magnético maior
então um campo magnético maior que eu vou colocar aqui vai gerar uma energia
uma diferença de energia maior e isso vai gerar uma maior freqüência absorvida
então esse sinal aqui no seu espectro que pode representar o seu próprio dh
mais ele está mais desprotegido e isso significa que nós temos um sinal com
alta freqüência agora se você pensar no seu sinal da direita e este sinal pode
representar a nossa outra molécula que estava protegida que eu vou colocar aqui
ou seja este próton aqui que representa o nosso sinal e nós podemos pensar que
esse o nosso campo ele diminui então a nossa diferença de energia vai diminuir
e aí a nossa freqüência absorvida pelo nosso sinal também vai diminuir
então se nós temos uma proteção menor estamos andando
para a direita isso significa que você vai ter uma freqüência mais baixa
quanto mais você anda para a direita então esta é a idéia
na transformação de foi e da ressonância magnética nuclear e eu posso colocar
aqui simplesmente te efe rmm eu falei sobre esta ideia no vídeo anterior
então em tf rn você está segurando o campo magnético
externo constante e você está pegando a mostra com um pequeno curso com uma gama
de frequências e essas frequências elas correspondem à diferença de energia
então nós temos uma diferença de energia e quando o próton ele volta ao estado de
energia mais baixo a sua máquina drm ele vai te dar este sinal aqui e outra
diferença de energia poderia corresponder ao nosso outro sinal eu vou
colocar em outra cor ou seja outra diferença de energia poderia te dar este
sinal aqui e essa idéia de efe rmm você faz tudo ao mesmo tempo ea sua máquina
pode dar o espectro de rmn para rmn anteriores você manter ia à constante de
freqüência e irá variar a força dos campos magnéticos resulta que a medida
que você vai para a direita você precisa de força de campo magnético então nós
chamamos isso de campo nesse caso é o campo superior então à
medida que você vai para a esquerda no seu espectro você precisa de força de
campo magnético inferior isso é chamado de campo inferior
então campo superior e campo inferior são dois termos que você pode ouvir e
essas tecnologias são antigas e elas se relacionam com o tipo mais antigo de r
ml e nesse vídeo nós vimos dois prótons sendo um próton totalmente desprotegido
e um próton totalmente protegido e isso vai nos dar dois sinais diferentes
esses diferentes sinais têm freqüência diferente em nosso rmn e aí se você
tiver dois prótons em um mesmo ambiente você só deve obter o mesmo sinal e nós
vamos falar disso o próximo vídeo