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Tutorial MenueKernresonanzspektroskopie (NMR)Lerneinheit 3 von 13

Abschirmung und chemische Verschiebung

1. Dia- und paramagnetischer Abschirmungsterm

Die Elektronenhülle des betrachteten Kerns bestimmt in großem Maße die Abschirmkonstante σ.

Durch die Bewegung der negativ geladenen Elektronen wird ebenfalls ein Magnetfeld erzeugt, das dem angelegten äußeren Magnetfeld B0 entgegenwirkt, so dass am Kernort ein (meist) verringertes Magnetfeld Beff (effektiv wirkendes Magnetfeld) wirkt.

Man unterscheidet einen dia- und einen paramagnetischen Anteil zur Abschirmung, beide wirken einander entgegen.

Es gilt aber: σdia > σpara , d.h. die Abschirmung ist positiv.

Bei Kernen mit einer kugelsymmetrischen Ladungsverteilung (z.B. bei Protonen) überwiegt der diamagnetische Anteil, der paramagnetische spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Der diamagnetische Anteil lässt sich auf einfache Weise mit einem um den Kern kreisenden Elektron erklären und berechnen, wie es z.B. beim Wasserstoff mit einem 1s-Orbital der Fall ist.

Bei Kernen mit einer nicht-kugelsymmetrischen Verteilung der Ladungen (z.B. 13C) ist deren Beitrag ebenfalls zu berücksichtigen, was durch den paramagnetische Abschirmungsterm geschieht.

Die Elektronendichte der Kerne kann durch den Einfluss von Substituenten verändert werden.

So wird die Elektronendichte durch induktive Effekte verringert, was eine verringerte Abschirmung zur Folge hat:

σ (CH3F) < σ (CH3Cl) < σ (CH3Brl)< σ (CH3I)

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