Zusammenhang Molekülstruktur - Abschirmung/chemische Verschiebung

In diesem Kapitel soll anhand eines Beispiels verdeutlicht werden, wie es durch die unterschiedliche chemische Umgebung der betrachteten Protonen zu einer Verschiebung der Resonanzsignale im Spektrum kommt.

Man betrachtet ausgehend vom isolierten Kern H⁺ die Protonen folgender Verbindungen:

CHCl₃ CH₂Cl₂ CH₃Cl CH₄

Beim isolierten Kern H⁺ ist die Abschirmung null, so dass die Resonanzfrequenz ${\nu }_i={\nu }_0$ ist.

Bei allen Verbindungen sind die Protonen abgeschirmt, es gilt: ${\nu }_i<{\nu }_0$

Von besonderer Bedeutung sind in diesem Fall die Substitutionen mit Chlor, das durch seine hohe Elektronegativität die Elektronen vom betrachteten Proton wegzieht.

Aus diesem Grund verhalten sich die Abschirmkonstanten σ und Resonanzfrequenzen ${\nu }_i$ wie folgt:

Durch die Messung der Verschiebung der Resonanzsignale - bedingt durch die unterschiedliche chemische Umgebung - erhält man wichtige Aussagen zur Molekülstruktur

¹H-NMR-Spektrum eines Gemisches aus CHCl₃, CH₂Cl₂, CH₃Cl und CH₄:

Die chemischen Verschiebungen sind auf TMS bezogen.