TS-Cours 6-RMN - Notes de cours 6 PDF

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cette fameuse résonance...

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Terminale S

Analyse spectrale

Chapitre 6 : Résonance Magnétique Nucléaire du proton 1 ) Déplacement chimique. a ) Principe. Un noyau d’hydrogène ou proton (attention, on parle du noyau et pas de l’atome) se comporte comme un minuscule aimant. Soumis à un champ magnétique, il peut passer d’un niveau d’énergie à un autre (comme l’électron vu en première S). Définition Le transfert d’un proton entre deux niveaux d’énergie dû à un champ magnétique s’appelleRésonance Magnétique Nucléaire du proton. (RMN) b ) Blindage et protons équivalents. Propriété Les électrons (des liaisons de covalence) environnant un proton font écran au champ magnétique : plus un noyau est entouré d’électrons, plus sa fréquence de résonance sera faible. C’est ce qu’on appelle le blindage. On mesure donc la fréquence du champ magnétique pour faire résonner un proton et en déduire le blindage des protons : ce qui permet de trouver la structure d’une molécule. Qu’appelle-t-on protons équivalents ? Définition Deux noyaux sont équivalents s’ils ont le même environnement électronique. Des noyaux équivalents résonnent à la même fréquence. c ) Déplacement chimique. En réalité, on ne mesure pas directement la fréquence qui dépend de l’instrument de mesure. Pour pouvoir comparer les molécules, on ajoute une molécule deréférence, le tétraméthylsilane (TMS) dont les protons sont très blindés et pour lesquels la fréquence de résonance est très faible. Toutes les autres fréquences sont comparées relativement à celle du TMS (un peu comme un pourcentage). Cette valeur relative est appelée déplacement chimique exprimé en ppm (partie par million). Prenons un exemple pour mieux comprendre : les valeurs, arbitraires, sont prises sans unités. Appareil TMS Molécule Prorata 10 n°1 2 10 =5 2 15 n°2 3 15 =5 3 Les deux appareils ne donnent pas les mêmes résultats pour TMS et la molécule, mais les valeurs relatives sont les mêmes. Ce sont ces valeurs relatives qui sont utilisées et elles n’ont pas d’unité.

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Propriété Plus un proton est blindé, plus son dépacement chimique est faible. La proximité d’un atome électronégatif (et qui attire les électrons) déblinde les protons environnants et augmente donc leur déplacement chimique.

Sur le graphe précédent, l’atome d’hydrogène solitaire, plus près de l’atome d’oxygène électronégatif, est plus déblindé que les trois atomes de carbone du groupe méthyle : son déplacement chimique est donc nettement plus grand.

2 ) Multiplets. Propriété Le nombre de pics de résonance obtenu pour tous les noyaux équivalents dépend du nombre de voisins. Des voisins sont des protons (noyaux d’hydrogène) portés par deux atomes de carbones liés C’est la règle des n + 1 uplets Définition Quand un noyau possède n voisin, le nombre de pics sera de n + 1.

3 ) Courbe d’intégration. Définition La courbe d’intégration montre le nombre relatif de noyaux équivalents mis en jeu par paquets de pics. La hauteur de la courbe d’intégration est proportionnelle au nombre de protons concernés

4 ) Quelques exemples. Pour comprendre, le mieux est encore de pratiquer sur quelques exemples :

• 1,1-dichlorométhane :

• méthanoate d’éthyle : 2/3

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• éthanol :

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