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Tutorial MenueKernresonanzspektroskopie (NMR)Lerneinheit 4 von 13

Spin-Spin-Kopplungen

Kopplungsmechanismus

Am Beispiel des Tribromethans soll der Kopplungsmechanismus erläutert werden.

Abb.1

Als erstes wird das 1H-Signal der Protonen der CH2-Gruppe untersucht. Beide Protonen sind chemisch äquivalent. Betrachtet man nun von diesen Protonen aus das Nachbarproton der CH-Gruppe, so kann dieses - statistisch gesehen - zwei Einstellungen zum äußeren Magnetfeldvektor einnehmen:

  • Einmal in Richtung und einmal entgegengesetzt der Richtung des äußeren Feldes.
  • Das Ergebnis ist nun, dass das 1H-Signal der Protonen der CH2-Gruppe durch das Proton der CH-Gruppe in ein Dublett mit dem Intensitätsverhältnis 1:1 aufgespalten wird.
Abb.2

Nun wird das 1H-Signal der CH-Gruppe untersucht. Werden von diesen Protonen aus die Nachbarprotonen der CH2-Gruppe betrachtet, so können diese vier Einstellungen zum äußeren Magnetfeldvektor einnehmen:

  • Beide Protonen in Richtung des äußeren Feldes.
  • Jeweils ein Proton in Richtung, ein Proton entgegengesetzt der Richtung des äußeren Feldes.
  • Beide Protonen entgegengesetzt der Richtung des äußeren Feldes.

Das Ergebnis ist ein Triplett, wobei die mittlere Linie die doppelte Intensität der beiden äußeren Linien besitzt (aufgrund der energetisch gleichwertigen Zustände der mittleren zwei Einstellungen).

Abb.3

H-NMR-Spektrum des Tribromethans:

Abb.4

Es koppeln auch die Kernspins der beiden äquivalenten Protonen der CH2-Gruppe miteinander. Aufgrund der gleichen chemischen Verschiebung beider Kerne ergibt sich jedoch keine im Spektrum beobachtbare Signalaufspaltung.

Die Anzahl der Linien des aufgespalteten Signals nennt man Multiplizität des Signals M, das Signal selbst wird als Multiplett bezeichnet.

Tab.1
Multiplizität
MultiplizitätName des Multipletts
2Dublett
3Triplett
4Quartett oder Quadruplett
5Quintett
6Sextett
7 Septett
... ...

Ist das Signal nicht aufgespalten, so wird von einem Singulett gesprochen.

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