Nukleárna Magnetická Rezonancia na Slovensku

3.2.2 Chemický posun

Chemický posun je fenomén ktorému vďačíme za existenciu NMR spektroskopie. Je to jav ktorý umožňuje rozlíšiť v NMR spektrách spiny rovnakého druhu viazané v chemicky rozdielnych miestach štruktúry. Chemicky rozdielne spiny sú rozlíšené rozdielmi v ich rezonančnej frekvencii, čo umožňuje ich sledovanie spektroskopickou metódou.

Chemický posun je efekt elektrónového oblaku molekuly/štruktúry vynútený poľom B0. Najjednoduchšie jeho vysvetlenie je, že pole B0 indukuje v molekule cirkuláciu elektrónov, teda vznik prúdovej slučky, ktorá je zdrojom malého sekundárneho magnetického poľa Bind, ktorého veľkosť je úmerná veľkosti B0. Podľa zákona akcie a reakcie pole Bind účinkuje proti poľu ktoré ho vytvorilo, čiže pôsobí ako pole, ktoré čiastočne tieni (zmenšuje) účinok B0 na spiny. Vzťah medzi Bind a B0 možno vyjadriť rovnicou Bind = – σ.B0, kde σ je tzv. tieniaca konštanta.

Účinok elektrónov na hodnotu σ závisí od elektrónovej štruktúry celej molekuly/štruktúry. Pre každý chemicky rozdielny fragment je však vo všeobecnosti iný, preto možno každému chemicky rozdielnemu spinu k priradiť špecifickú hodnotu σk. Bind  v mieste spinu k (označme ho Bind,k) spôsobí malú zmenu výsledného lokálneho magnetického poľa (označme ho Bt,k) Bt,k = B0+Bind,k = B0(1-σk) a tým aj zmenu rezonančnej frekvencie spinu k: νk= (γ/2π).Bt= (γ/2π)B0(1-σk), čo je podstatou efektu elektrónov a čo označujeme pojmom NMR chemický posun.