Teach/Me Instrumentelle Analytik ist ein bei Springer, Heidelberg, erschienenes CDROM-basiertes Lehrbuch zur instrumentellen chemischen Analytik. Weitere Informationen finden sie hier....

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Siehe auch: Die Entwicklung der chemischen Verschiebung
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Die ppm-Skala

Der Einfluss der durch die Elektronen verursachten Zusatzfelder ist relativ gering, so dass die Abschirmungskonstanten für 1H im Bereich σ = 10-5 und für 13C im Bereich σ = 10-4 liegen. Daraus ergeben sich relativ kleine, jedoch mittels NMR-Spektroskopie eindeutig detektierbare Frequenzfenster, in denen sich die Verschiebungsinformation (= das NMR-Spektrum) präsentiert.

Verschiebungsbereich für 13C und 1H (H0 = ca. 23500 Gauß)

In absoluten Zahlen liegt daher die Resonanzfrequenz für das Proton bei einer Feldstärke von ca. 23500 Gauss im Bereich von 100 000 000 bis 100 001 500 Hz und für 13 C im Bereich von 25 000 000 bis 25 005 000 Hz.

Diese Zahlenwerte sind einerseits unhandlich groß, andererseits wären Verschiebungswerte, die aus Messungen an NMR-Geräten unterschiedlicher Magnetfeldstärken resultieren (siehe molekulare Resonanzbedingung), wegen der Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von H0 nicht vergleichbar.

Aus diesem Grund wurde für die chemische Verschiebung die geräteunabhängige und dimensionslose Größe δ , als deren "Einheit" sich jedoch die Bezeichnung "ppm" eingebürgert hat, eingeführt.

ν Frequenz (Bedeutung in Klammer)
δ chemische Verschiebung

also sprach Igor Detector: "... da der Preis eines NMR Gerätes stark mit der Stärke des Magnetfeldes korreliert, bewirkt die Einführung einer vom Magnetfeld unabhängigen Skala eine Gleichstellung von armen und reichen Wissenschaftlern. Die ppm- Skala kann daher als marxistische Größe aufgefasst werden."

In dieser Gleichung wird mit Hilfe der Resonanzfrequenz ("Gerätefrequenz") eines Standards de facto auf die Magnetfeldstärke normiert. Somit erhält man aus Messungen bei beliebigen Feldstärken für gleiche Verschiebungen immer die selben ppm-Werte. Als Standard für 13C- und 1H-Spektren, der zugleich als Referenzpunkt für 0 ppm verwendet wird, dient Tetramethylsilan (TMS).

Tetramethylsilan (TMS)

Sowohl die Protonen als auch die Kohlenstoffatome im TMS sind durch die Elektronen aus der Si-C-Bindung besonders stark abgeschirmt und die Erfahrung zeigt, dass in praktisch allen organischen Verbindungen die Wasserstoff- und die Kohlenstoffatome von den Bindungselektronen der verschiedensten funktionellen Gruppen weniger abgeschirmt werden als in TMS, d.h. allesamt größere, positive ppm-Werte aufweisen.

Das NMR-Fenster, in dem die Signale der Protonenspektren zu erwarten sind, erstreckt sich von ca. 0 ppm bis 15 ppm, wobei - abgesehen von sauren Wasserstoffatomen - sich der Bereich für C-H-Bindungsprotonen typischerweise auf ca. 0 ppm bis 10 ppm einschränkt.

13C-Signale weisen einen Verschiebungsbereich von ca. 0 ppm bis 220 ppm auf. Ausschläge nach beiden Seiten sind bei Vorhandensein spezieller funktioneller/struktureller Merkmale für beide Kernsorten möglich.

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Last Update: 2010-12-14