i) quais dos seguintes núcleos terão um espectro de RMN :
a)
b)
, с)
, d)
, e)
, g)
h)
ii) quantos estados de spin nuclear terão cada um dos núcleos do item i) ? quais os valores de I e de mara estes estados?
a)
ii) quantos estados de spin nuclear terão cada um dos núcleos do item i) ? quais os valores de I e de mara estes estados?
Passo 1
Beleza, aqui o exercício tá pedindo duas coisas sobre RMN (Ressonância Magnética Nuclear):
- Dizer quais dos núcleos listados geram sinal de RMN, ou seja, têm spin nuclear diferente de zero.
- Para esses núcleos “ativos” em RMN, dizer quantos estados de spin eles têm e listar seus valores de
(o spin total) e (o momento magnético projetado).
O conteúdo é mecânica quântica nuclear básica: só núcleos com spin nuclearinteragem com o campo magnético e aparecem em RMN. Além disso, se o spin for , existem subníveis com .
Passo 2
Por que só alguns núcleos aparecem em RMN?
- Cada núclide tem prótons e nêutrons. Quando todos estão emparelhados, o spin total fica
. Esses núcleos não “giram” efetivamente e não geram ressonância. - Se sobra algum nucleon desemparelhado, o spin total é diferente de zero e eles são “ativos” em RMN.
Regra prática: núcleos de massapar (e número atômico par) geralmente têm . Quando é ímpar, costuma ser meio-inteiro ou inteiro, dependendo de como o último nucleon fica.
Passo 3
Vamos olhar cada um:
a) (deutério):
(ímpar/par?) É 1 próton + 1 nêutron, sobra um nêutron desemparelhado → spin
.
b) :
par, nº de prótons = 6 (par) e de nêtrons = 8 (par) → todos emparelhados →
.
c) :
par, prótons 8, nêutrons 8 →
.
d) :
ímpar, sobra 1 próton →
.
e) :
par, prótons 14, nêutrons 14 →
.
f) :
ímpar, sobra 1 próton →
.
g) :
ímpar, sobra 1 nucleon → spin conhecido:
.
h) :
par, prótons 92, nêutrons 146 →
.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Passo 4
Agora, para cada núcleo com
, calculamos quantos estados magnéticos existem:
Número de subníveis .
E os valores de vão de
até
em passos de 1.
Número de subníveis
E os valores de
Resposta
i) Núcleos com espectro de RMN (ou seja,
):
ii) Estados de spin e valores de
e
:
-
: . Tem estados, com . -
: . Tem estados, com . -
: . Tem 2 estados, . -
: . Tem estados, .