Spectres au premier ordre ou du second ordre
Lorsque le terme non séculaire a une contribution négligeable par rapport aux termes séculaires, le système de spins est du 1er ordre : les règles de multiplicité du binôme de Pascal s’appliquent dans ce cas seulement.
- Pour détecter si un signal est du 1er ordre ou du second ordre, il faut évaluer la quantité
- Approximation dites des noyaux faiblement couplés :
I et j sont alors notés A et X, le spectre est du 1er ordre - Si cette condition n'est pas respectée, les noyaux sont dits fortement couplés
- modifications des intensités des raies
- modifications du nombre de raies
- l'analyse spectrale requiert des calculs théoriques
L’analyse spectrale impose de savoir simuler les spectres RMN
Conséquences :- il n'est plus possible de mesurer J directement (sauf dans le cas simple AB)
- source d'erreur dans l'interprétation des spectres
- analyse obligatoire par le calcul
-
analyser l'échantillon avec un champ magnétique plus élevé
- Δν dépend de B0
J est indépendant de B0
- Approximation dites des noyaux faiblement couplés :
Isochronie
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Deux noyaux sont CHIMIQUEMENT EQUIVALENTS, s’ils ont le même environnement chimique, c’est-à-dire si géométriquement il existe au moins un élément de symétrie (plan, axe, centre) qui les échange :
- Si l’élément de symétrie est au moins un axe propre de symétrie, les noyaux sont dits homotopes
- Si l’élément de symétrie est strictement un axe impropre de symétrie (centre, plan, axe de rotation-réflexion), les noyaux sont dits énantiotopes
Les deux noyaux ont donc la même fréquence de résonance RMN : ils sont ISOCHRONES
Isogamie
- Deux noyaux sont ISOGAMES s’ils ont les mêmes relations de couplage avec n’importe lequel de leurs voisins de déplacement chimique différent.
Remarques :- Deux noyaux ne peuvent être isogames s’ils ne sont pas au moins isochrones
- Cela n’a pas de sens de tester l’isogamie d’un couple de noyaux s’ils n’ont pas au moins le même environnement chimique : en effet, dans ce cas là, ils ont forcément d’ores et déjà des relations de couplage différentes avec un tiers donné !
Equivalence chimique et magnétique
- Deux noyaux CHIMIQUEMENT EQUIVALENTS sont ISOCHRONES
- Deux noyaux MAGNETIQUEMENT EQUIVALENTS sont ISOCHRONES & ISOGAMES
Corollaires :- Deux noyaux peuvent donc être chimiquement, mais non-magnétiquement, équivalents s’ils ne sont pas isogames.
- Deux noyaux magnétiquement équivalents sont forcément chimiquement équivalents
Nomenclature des systèmes de spins
- Des noyaux sans relation d’équivalence sont notés par des lettres différentes.
Exemples : AX, AMX, ... - Des noyaux ou groupes de noyaux magnétiquement équivalents sont notés par la même lettre, indicée par le nombre de noyaux mis en jeu dans chaque groupe.
Exemples : A2, X2, X6, A3X2 , AMX2, ... - Des noyaux ou groupes de noyaux chimiquement équivalents sont notés par la même lettre, mais sont différenciés les uns des autres par un caractère typographique. Il y a autant de caractères que de spins mis en jeu dans le groupe considérés.
Exemples : AA’, XX’, AA’KX3, AA’A ’’A’’’A(4)A(5)A(6), ...