Explique como se dá a formação do número de sinais no espectro de Ressonância Magnética Nuclear. Dê exemplo para embasar sua resposta.

Passo 1

Beleza, a questão pede para explicar por que, num espectro de RMN, a gente vê um certo número de “picos” (sinais) e não outro qualquer. O assunto é Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de prótons (geralmente ^1H), e para responder precisamos entender dois pontos básicos:
  1. Como o ambiente eletrônico ao redor de um núcleo de hidrogênio afeta sua frequência de ressonância (o chamado chemical shift).
  2. Como reconhecer quando dois ou mais hidrogênios estão em ambientes iguais (são equivalentes) e, portanto, aparecem no mesmo sinal.

Passo 2

Primeiro, a teoria do chemical shift:
  • Quando você coloca uma amostra num campo magnético forte De, cada spin de ^1H tem dois níveis de energia separados por
de
onde é a razão giromagnética do próton e é o campo efetivo que ele “sente”.
  • Os elétrons ao redor criam um pequeno campo magnético oposto a , deslieldando (shielding) ou desshieldando o núcleo. Isso muda e, consequentemente, a frequência de ressonância .
  • A gente costuma medir a diferença em relação a um padrão de referência (TMS) e chama isso de chemical shift :

Passo 3

Agora vêm os ambientes magnéticos equivalentes:
  • Dois hidrogênios estão em ambientes equivalentes se tiverem o mesmo entorno eletrônico e, por simetria molecular, sentirem exatamente o mesmo shielding.
  • Cada conjunto de hidrogênios equivalentes ressoa à mesma frequência, gerando um único pico (sinal).
  • Se houver outro conjunto com ambiente diferente, você vai ter outro pico, e por aí vai.

Passo 4

Regra prática para contar sinais num espectro ^1H:
  1. Desenhe a estrutura da molécula.
  2. Identifique todos os hidrogênios e veja quais são iguais por simetria ou por terem o mesmo grupo funcional ao redor.
  3. Agrupe-os: cada grupo dá UM sinal.

Passo 5

  • CH3 ( C–H3) tem 3 hidrogênios iguais → 1 sinal.
  • CH2 ( CH2–) tem 2 hidrogênios iguais num ambiente diferente do CH3 → 1 sinal.
  • OH é um hidrogênio isolado e troca de prótons via solvente, ficando num ⚡ ambiente único → 1 sinal.
Logo, no total temos 3 sinais no espectro de etanol.

Resposta

O número de sinais no espectro de RMN de ^1H é igual ao número de ambientes magnéticos não equivalentes. No caso do etanol, esses ambientes são CH3, CH2 e OH, resultando em 3 sinais.

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