Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

Pós-graduação → Química orgânica → Espectroscopia e determinação estrutural ↓


Espectroscopia de RMN


A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) é uma das técnicas analíticas mais poderosas e versáteis utilizadas para determinar a estrutura de moléculas no campo da química orgânica. Esta técnica aproveita as propriedades magnéticas de certos núcleos atômicos. Ela fornece informações detalhadas sobre a estrutura, dinâmica, estado de reação e ambiente químico das moléculas.

Fundamentos da espectroscopia de RMN

A espectroscopia de RMN baseia-se na interação entre o spin nuclear e campos magnéticos externos. Núcleos atômicos com um número ímpar de prótons ou nêutrons têm um momento magnético intrínseco e spin, o que os torna ativos em RMN. ¹H (prótons) e ¹³C (carbono) são os núcleos mais comuns analisados usando RMN. Quando esses núcleos são submetidos a um campo magnético externo forte, eles se alinham com ou contra o campo, criando diferentes níveis de energia.

Níveis de energia e o efeito Zeeman

Na ausência de um campo magnético externo, os momentos magnéticos do núcleo estão orientados aleatoriamente. No entanto, quando um campo magnético é aplicado, os momentos magnéticos se alinham a favor ou contra o campo. A diferença de energia entre esses estados é chamada de divisão de Zeeman. A frequência na qual a energia é absorvida e o núcleo transita entre esses níveis de energia é chamada de frequência de Larmor.

com um campo magnético energia ΔE

A frequência de Larmor depende do tipo de núcleo e da intensidade do campo magnético, sendo calculada pela seguinte equação:

    ω₀ = γB₀

onde ω₀ é a frequência de Larmor, γ é a razão giromagnética (uma constante específica para cada tipo de núcleo), e B₀ é a intensidade do campo magnético.

Deslocamento químico

O deslocamento químico é um parâmetro importante na espectroscopia de RMN, fornecendo informações sobre o ambiente químico ao redor do núcleo. É definido como a diferença entre a frequência de ressonância do núcleo na amostra e a do composto de referência. Os deslocamentos químicos são medidos em partes por milhão (ppm) e são amplamente afetados pelos efeitos de blindagem e deslocalização de elétrons.

1 0 Deslocamento Químico (ppm)

A blindagem ocorre quando os elétrons circulantes geram um campo magnético local que se opõe ao campo magnético aplicado, diminuindo assim o campo magnético real experimentado pelo núcleo. Em contraste, o desblindagem ocorre quando os elétrons aumentam o campo magnético local, aumentando assim o campo magnético no núcleo.

Acoplamento spin-spin

O acoplamento spin-spin, ou acoplamento J, é uma interação entre núcleos vizinhos. Ele fornece detalhes adicionais sobre a estrutura molecular através do padrão de separação dos sinais de RMN. Quando os núcleos estão acoplados, eles dividem os sinais de RMN uns dos outros em múltiplos. O número de divisões está relacionado ao número de núcleos vizinhos acoplados.

Por exemplo, um próton se dividirá em um dupleto com um próton vizinho. Um próton com dois prótons vizinhos aparecerá como um triplete e assim por diante. A constante de acoplamento, J, é medida em hertz (Hz) e indica a diferença de energia entre os picos do múltiplo.

    CH₃-CH₂-Br

Neste exemplo, os prótons no grupo etil mostram um padrão de divisão típico:

  • Prótons CH₃ divididos em tripletos (devido a dois prótons CH₂)
  • Prótons CH₂ divididos em quartetos (devido a três prótons CH₃)

Interpretação de espectros de RMN

O espectro de RMN fornece muitas informações que podem ser usadas para elucidar a estrutura de um composto. Aspectos principais incluem:

  • Número de sinais: Indica o número de diferentes tipos de ambientes de hidrogênio ou carbono na molécula.
  • Deslocamento químico: Fornece pistas sobre o ambiente eletrônico e o tipo de grupos funcionais presentes ao redor do núcleo.
  • Integração: A área sob cada pico é proporcional ao número de prótons que contribuem para esse sinal.
  • Multiplicidade: Padrões de divisão refletem o número de prótons vizinhos e suas interações.

Análise de exemplo

Considere o espectro de RMN do etanol (CH₃CH₂OH):

    1. Triplo (CH₃) a 1 ppm
    2. Quarteto a 3.8 ppm (CH₂)
    3. Singuleto (OH) a 5 ppm
CH₃ CH₂ OH

Este espectro indica que o etanol possui três ambientes diferentes para os átomos de hidrogênio:

  • O grupo CH₃ mostra um triplo porque está adjacente ao grupo CH₂.
  • Como o grupo CH₃ tem três prótons, o grupo CH₂ aparece como um quarteto.
  • O grupo OH é representado como um singuleto porque normalmente não é emparelhado com outros prótons.

Tipos de espectroscopia de RMN

Existem vários tipos de espectroscopia de RMN que visam diferentes núcleos ou se especializam em técnicas analíticas específicas:

  • ¹H RMN: Examina átomos de hidrogênio e é o tipo mais comum de RMN.
  • ¹³C RMN: Foca em átomos de carbono, fornecendo informações sobre o esqueleto de carbono de compostos orgânicos. Como a abundância natural de ¹³C é de cerca de 1,1%, isso requer uma abordagem mais sensível.
  • ²D RMN: Usa técnicas bidimensionais como COSY, NOESY e HSQC para fornecer mapas detalhados de interação e informações de conectividade em moléculas.

Aplicações da espectroscopia de RMN

A espectroscopia de RMN tem ampla aplicação em pesquisa, indústria farmacêutica, ciência dos materiais e outros campos:

  • Elucidação estrutural: Determinação do arranjo completo de átomos em moléculas orgânicas complexas.
  • Análise quantitativa: Medição das concentrações dos componentes em misturas.
  • Estudo da dinâmica molecular: Investigação da dinâmica conformacional de moléculas e catálise enzimática.
  • Análise de misturas complexas: Fornecendo dados detalhados sobre vias metabólicas e amostras de produtos naturais.

Limitações da espectroscopia de RMN

Apesar de sua versatilidade, a espectroscopia de RMN possui algumas limitações:

  • Sensibilidade: A RMN é inerentemente menos sensível do que outras técnicas, e requer amostras maiores para análise.
  • Custo: Espectrômetros de RMN de alta resolução e manutenção são caros.
  • Consumo de tempo: Análises detalhadas e interpretação de espectros complexos podem ser demoradas.

Conclusão

A espectroscopia de RMN continua a ser uma ferramenta indispensável na química orgânica, fornecendo insight detalhado sobre estruturas e comportamentos moleculares. Com avanços contínuos, espera-se que seu escopo se amplie ainda mais em uma variedade de campos científicos.


Pós-graduação → 2.2.3


U
username
0%
concluído em Pós-graduação

← Anterior (2.2.2)
Espectroscopia IR
Próximo (2.2.4) →
Espectrometria de Massas

Comentários 



Espectroscopia de RMN

https://www.chemistryelite.com/g/2.2.3?ceal=pt