Explique como se dá o desdobramento de sinais no espectro de Ressonância Magnética Nuclear. Dê exemplo para embasar sua resposta.

Passo 1

Beleza, o exercício pede para a gente explicar como rola o desdobramento (splitting) de sinais em um espectro de RMN (Ressonância Magnética Nuclear) e dar um exemplo. Isso é conteúdo de Spin–Spin Coupling em RMN de ¹H (proton NMR). Para resolver, a gente vai precisar entender:
  1. O que é acoplamento escalar (J‐coupling).
  2. A regra do para prever quantas linhas um sinal se quebra.
  3. Um exemplo prático, tipo etanol ( ).

Passo 2

Primeiro, o que causa o desdobramento?
  • Cada núcleo de hidrogênio (“próton”) que está quimicamente não equivalente sente não só o campo magnético externo, mas também o pequeno campo dos prótons vizinhos ligados por até três ligações (vicinais).
  • Essa interação chama‐se acoplamento escalar ou De-coupling.
  • Na prática, em vez de um pico único (singlete), você vai ver múltiplas linhas ao redor da frequência central. A separação entre essas linhas é medida pelo constante de acoplamento , normalmente em hertz (Hz): onde é a distância entre as linhas do mesmo sinal.

Passo 3

Agora, a regra mais usada é o famoso “ ”:
  • Se um grupo de prótons idênticos está a até três ligações de outro próton (ou conjunto de prótons) não equivalente, ele vai dividir o sinal desse outro em linhas.
  • Exemplos de intensidades (triângulo de Pascal):
    • Doubleto ( ): 1:1
    • Triplo ( ): 1:2:1
    • Quartet ( ): 1:3:3:1

Passo 4

Vamos ao exemplo clássico: etanol, CH3 &: triplo (n=2Rightarrow2+1=3,;1:2:1), CH2 &: quarteto (n=3Rightarrow3+1=4,;1:3:3:1) .
  1. Os 3 Hs do grupo estão acoplados aos 2 Hs do vizinho ( ), então aparecem como um triplo ( ). Intensidade: 1:2:1.
  2. Os 2 Hs do estão acoplados aos 3 Hs do ( ), então dão um quarteto ( ). Intensidade: 1:3:3:1.
  3. O OH geralmente aparece como singlete porque troca de prótons com o solvente “quebra” o acoplamento.
Em notação LaTeX, fica assim:

Resposta

O desdobramento de sinais em RMN de próton ocorre devido ao acoplamento escalar ( -coupling) entre núcleos vizinhos, seguindo a regra prática : um núcleo acoplado a prótons equivalentes gera um multiplet com linhas, separadas pela constante . No etanol, por exemplo, o aparece como triplo (2 vizinhos 1) e o como quarteto (3 vizinhos 1).

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