Fiche de révision : Analyse spectrale : spectre R.M.N

Principe

• En l’absence de champ magnétique extérieur, les noyaux sont orientés de façon aléatoire, mais, placés dans un champ magnétique extérieur, ces noyaux (proton libre ¹H) ne peuvent s’orienter que de deux façons différentes, d’énergies différentes.
• Un proton peut passer du niveau d’énergie le plus bas au plus haut si on le soumet à une onde électromagnétique de fréquence υ qu’on appelle fréquence de résonnance, avec $\Delta E = hυ$
• Le phénomène de résonnance magnétique nucléaire (RMN) du proton est le transfert d’un proton entre deux niveaux d’énergie dû au champ magnétique imposé.
• Les électrons autour du proton d’intérêt, c’est-à- dire ceux qui viennent des liaisons covalentes ou des atomes voisins, diminuent l’effet du champ magnétique extérieur comme un écran : c’est l’effet d’écran ou le blindage.
• Pour un proton dans une molécule, on définit le déplacement chimique $\delta_i$ par: $\delta_i=\dfrac{υ_i- υ_{ref}}{υ_0}\cdot10^6$
• Plus un proton est déblindé, plus il ressent un champ magnétique intense, plus sa fréquence de résonnance est grande et plus son déplacement chimique est grand et inversement.

Analyse d’un spectre RMN

• Des protons qui ont le même environnement dans la molécule sont dits équivalents, ils ont le même déplacement chimique et apparaissent sous le même pic.
• Des protons non équivalents sont dits voisins s’ils sont portés par deux atomes de carbone directement liés.
• Un groupe de protons équivalents possédant n voisins non équivalents à ce groupe forme un multiplet de $n+1$ pics. Ainsi à partir de la multiplicité du signal on connaitra le nombre de protons voisins du groupe considéré.
• Dans un spectre RMN l’énergie absorbée par une espèce donnée de protons est proportionnelle au nombre de protons mis en jeu. C’est-à-dire que l’intensité du signal, qui est mesurée par sa surface, est proportionnelle au nombre de protons concernés.
• L’aire sous un pic est proportionnelle aux nombres de protons équivalents.