(2.0 Pontos) Por que utilizamos o deslocamento químico para obter informações sobre os spins nucleares? Por que não utilizamos apenas a frequência de Larmor?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, em espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), extraímos informação do spin dos núcleos usando o deslocamento químico em vez da frequência de Larmor pura. O conteúdo é RMN, shielding eletrônico e padronização de sinais.
Passo 2
Em RMN, a frequência de Larmor de um núcleo sem considerar efeitos eletrônicos é dada por
onde
é a razão giromagnética e
é o campo magnético aplicado. Essa frequência é idêntica para todos os núcleos do mesmo tipo sob o mesmo
.
Na prática, os elétrons ao redor do núcleo criam um campo magnético local que “escuda” (shielding) ou “desescuda” (deshielding) o campo externo. O campo efetivo no núcleo fica
onde
é o fator de blindagem eletrônica. Assim, a frequência real muda para
As variações de
são muito pequenas, dando diferenças de
da ordem de hertz, difíceis de comparar diretamente entre diferentes espectrômetros e intensamente dependentes de
.
Passo 3
Para tornar essas pequenas diferenças mensuráveis e independentes de
, define‐se o deslocamento químico em partes por milhão (ppm):
onde
é a frequência observada e
é a frequência de referência (por exemplo, TMS). Esse parâmetro é adimensional, normalizado e facilita a comparação entre diferentes espectros.
Passo 4
Portanto usamos o deslocamento químico porque ele realça as pequenas alterações de blindagem eletrônica, padroniza os sinais (tornando‐os independentes de
) e permite identificar ambientes químicos distintos, tarefa impossível usando apenas a frequência de Larmor absoluta.
Resposta
Usamos o deslocamento químico porque ele destaca e quantifica as pequenas variações de blindagem eletrônica em torno do núcleo de forma padronizada e independente do campo magnético, ao passo que a frequência de Larmor pura é idêntica para todos os núcleos de um mesmo tipo e varia com
, não refletindo diretamente o ambiente químico.