Depto. Química Orgánica

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN)

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15/07/2017
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La Resonancia Magnética Nuclear La Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
Fundamento RMN ¿El Fundamento de la RMN? Pero si es muy fácil...
Rabi, Bloch y Purcell observaron que ciertos nucleos atómicos, como el protón (1H) y el fósforo (31P) absorbían radiofrecuencia (RF) cuando se situaban en un campo magnético. La radiofrecuencia era diferente para los dos núcleos y eso permitía identificarlos. Cuando se produce la absorción de RF se dice que los núcleos entran en “resonancia”.
Image Uno de los primeros espectros de 1H-RMN de la historia (circa 1950, etanol puro).
La química se entiende como las transformaciones que se producen cuando tiene lugar un "trasiego" de electrones entre los átomos. De esta manera unas sustancias se pueden convertir en otras. En química los núcleos atómicos pasan desapercibidos porque en ese “trasiego” juegan un papel secundario, aunque importante.
Pero no hay que olvidar que los núcleos son el centro de cada átomo y, aunque de tamaño insignificante, tienen propiedades de las que nos podemos aprovechar para visualizar las estructuras moleculares. Una de estas propiedades es el momento magnético que es el que usamos en la denominada Resonancia Magnética Nuclear (RMN).
Los primeros experimentos físicos, base del descubrimiento de la RMN, se realizaron en 1938 por Isidor Rabi por los que recibió el Premio Nobel 6 años más tarde.
Otros físicos importantes relacionados con el desarrollo de la RMN fueron Felix Bloch y Edward Mills que extendieron la observación de las propiedades magnéticas de los átomos a líquidos y sólidos y compartieron por ello el Premio Nobel en 1952.
En ese mismo año la empresa Varian patentó y comercializo el primer equipo de RMN denominado HR-30.
A medida que los experimentos se refinaban, los químicos se dieron cuenta que, observando un mismo tipo de núcleo como por ejemplo 1H, las moléculas presentaban diversas señales de absorción de RF que correspondían a los diferentes tipos de hidrógeno que poseían.
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 Ya en 1951 se observó que el espectro de RMN del etanol (CH3CH2OH) presentaba tres señales que se atribuyeron a los tres hidrógenos del grupo CH3 por un lado, los dos hidrógenos del CH2 por otro y una última señal para el hidrógeno del grupo OH.
  Para sorpresa de los investigadores, las señales de un mismo tipo de núcleo no sólo salían a diferente RF sino que el área ocupada por cada una de ellas era proporcional a la relación 3:2:1, exactamente el número de hidrógenos responsables de cada señal.
Muy rápidamente la comunidad química científica se percató de que la RMN era una manera de visualizar grupos de hidrógenos y que su posición en la escala de RF era una indicación de su posición en la molécula.
Son los electrones, actuando ahora como protagonistas secundarios, los que hacen que los núcleos “resuenen” a diferentes valores de RF.
La coincidencia del descubrimiento práctico de la RMN en la década de los años 50 y del transistor ha hecho que sus progresos fueran a la par y la RMN ha avanzado a medida que la electrónica y la miniaturización de los circuitos lo ha hecho, llegando hoy día a unas prestaciones realmente espectaculares, no sólo en el campo de la química sino también de la bioquímica, la biología y la medicina.
El magnetismo de los núcleos atómicos El Magnetismo de los Núcleos Atómicos
Alineamiento de los núcleos con un campo magnético externo Alineamiento de los Núcleos con un Campo MAgnético Externo
Interacción con las ondas electromagnéticas Interacción con las Ondas Electromagnéticas
Respuesta de los núcleos perturbados Respuesta de los Núcleos Perturbados
Ejemplo de un espectro de hidrógeno Mi Primer Espectro de Hidrógeno
Ejemplo de un espectro de carbono Mi Primer Espectro de Carbono
Ventajas e inconvenientes de la RMN Ventajas e Inconvenientes de la RMN
Espectros y técnicas en RMN Espectros y Técnicas en RMN