Frage von Carno1995, 44

NMR-Chemische Verschiebung?

Hallo

Ich habe gerade ein Verständnisproblem zur NMR-Spektroskopie. In einem Video wurde erklärt, dass je stärker das Proton abgeschirmt ist, desto schwächer "spürt" es das Magnetfeld. Als bestes Beispiel kann ich ja dort mal TMS verwenden, welches ja die Eichsubstanz bei 0ppm bildet. Da dieses Proton ja so stark abgeschirmt ist, könne man es auch mit relativ wenig Energie wieder anregen (Zum Umklappen). Wenn jetzt eine Gruppe sehr gut entschirmt ist, wie zum Beispiel das Proton bei einer Säure, hat dieses Proton ja einen sehr hohen ppm-Wert, sprich es spürt das Magnetfeld stark. Müsste dann dort nicht relativ viel Energie zum Umklappen aufgewendet werden? Im Video wurde nämlich erklärt, dass jetzt zum Beispiel 5ppm bedeuten, dass bei einem 500MHz-Gerät 500Hertz WENIGER Energie zum Umklappen nötig sind. Meiner Auffassung müssten es aber 500 Hertz MEHR Energie sein. Bitte helft mir, wo ich meinen Denkfehler habe.

Vielen Dank

Antwort
von Kamasakami, 31

Also ich verstehe schon mal gar nicht, was du mit Umklappen meinst und was das mit der NMR Spektroskopie zu tun haben soll.

Nehmen wir Methan und Ameisensäure. Die chemische Verschiebung kann man ganz grob(!) abschätzen, indem man die Elektronegativitäten betrachtet. Je geringer die Unterschiede der EN-Werte der benachbarten Atome sind, desto höher ist der Anteil der Atombindung und desto stärker die Abschirmung, da das bindende Elektronenpaar von keinem beteiligten Atom stärker herangezogen wird. Die Protonen am Methan sind chemisch gleich und stark abgeschirmt, da es sich um eine reine Atombindung zwischen C und H handelt. Bei Ameisensäure ist das Säure-H aber am Sauerstoff gebunden, wodurch es sich um eine sehr polare Atombindung handelt und damit eine geringe Abschirmung des Protons vorliegt (man darf aber nicht nur das direkt benachbarte Atom des Protons betrachten, sondern auch Atomgruppen - hier eine Carboxylgruppe die besonders polar ist - aber das nur am Rande). Das bindende Elektronenpaar wird vom O stärker zu sich gezogen und damit nimmt die Elektronendichte am H ab -> stark entschirmt -> Magnetfeld hat großen Einfluss.

Hoffentlich hilft das bisschen, auch wenn ich nicht auf das "Umklappen" eingegangen bin, aber evlt. veranschaulicht es das etwas besser.


Kommentar von Carno1995 ,

Danke schon mal. Also wenn ja das Magnetfeld somit einen grossen Einfluss hat, braucht man ja auch mehr Energie zum Umklappen. Und nun zum Umklappen: Damit meine ich das Umklappen des Kernspins. Zuerst sind die Kerne ja parallel ausgerichtet, durch die Energiezufuhr richten sie sich dann antiparallel aus (Umklappen). Nach der Einstrahlung wird dann durch den Resonanzfall das Induktionssignal empfangen.

Kommentar von Kamasakami ,

Achso..

Nein da hast du einen Denkfehler. Ganz einfach erklärt: Wenn du eine große Angriffsfläche hast, ist es leichter einen Einfluss darauf zu haben.

Wenn du ein Proton hast, welches komplett entschirmt ist (übertrieben gesagt), dann kannst du das mit weniger Energie schon angreifen. Wenn du aber ein komplett abgeschirmtes Proton hast, wirkt das wie ein Schutzschild und die Angriffsfläche nimmt rapide ab. Das ist höchst unwissenschaftlich erklärt, aber sollte das Prinzip erläutern

Kommentar von Bevarian ,

Mit dem Magnetfeld wird der ganze konfuse Sums erst einmal geordnet und die Spins in Reih und Glied gebracht!

Und wenn etwas gut abgeschirmt ist, dann braucht es mehr Energie, um eine Wirkung zu zeigen: trägst Du einen Helm, kann man Dir einen Stein auf die Birne hauen - ohne Aua! Fehlt der Helm, wirst Du schon bei einem wesentlich geringeren Schlag quieken...  ;)))

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