Spectroscopie 1HRMN

Dans l'étude des couplages spin-spin de ce paragraphe, tous les spectres sont interprétables au premier ordre (sauf mention explicite)... Dans cette partie, les notions de déplacement chimique acquises dans le paragraphe précédent sont associées aux notions de couplage.

Bien entendu, ces deux contributions au signal sont concomitantes. Nous approcherons leur étude simultanée avec les protons aromatiques. Ce sera alors l'occasion d'un bilan de connaissances et aussi la mise en place d'un outil performant pour l'étude structurale des cycles aromatiques, groupe d'atomes dont l'isomérie et l'écriture complète sont difficilement abordables avec les autres spectroscopies.

Dans le paragraphe sur les déplacements chimiques et celui sur la théorie simplifiée de la RMN, nous avons examiné les effets des électrons environnants sur la résonance d'un proton.

C'est ce que rappelle ce schéma dans lequel nous avons fait figurer la situation de résonance dans le cas du noyau d'hydrogène ou proton, c'est-à-dire d'un atome dépourvu d'électron.

Dans le cas d'un atome d'hydrogène, donc un ensemble proton + électron, la situation est différente.

Lorsque l'atome est placé dans le champ émis par l'aimant B, il se crée au niveau de l'électron (et du fait de sa circulation), un champ Be qui tend à s'opposer au champ B qui lui a donné naissance (Loi de Lenz). Comme ce champ Be tend à faire écran au champ B, Be est appelé "champ créé par l'écran" ou "champ d'écran". Opposé au champ émis par l'aimant, c'est un champ diamagnétique.

En définitive, le champ subi par le noyau d'hydrogène sera inférieur au champ émis par l'aimant. Il est égal à B-Be. Ce champ étant inférieur à Bo, il n'y a plus résonance.

Pour rétablir la résonance, et obtenir la valeur de champ Bo, il faut augmenter l'intensité du champ émis par l'aimant B pour compenser celle du champ créé par l'écran.

Ainsi, pour un noyau i, la résonance est obtenue lorsque l'aimant émet un champ Bi qui correspond à un signal figuré ici en vert, centré à une valeur \(\delta i\) du déplacement chimique. Cette situation correspond à la seule prise en compte des effets électroniques.Un second type d'effet peut aussi intervenir en R.M.N., il est lié au spin des noyaux voisins.