¿Cómo se calcula la multiplicidad de espín nuclear de radicales como $\ce{N2H+}$ ? ¿Cómo afecta la carga neta de la especie molecular a su espín nuclear global?
Respuesta
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La respuesta corta es que el espín nuclear y el espín electrónico son efectos separados. Así que un radical electrónico ( $\ce{N2H+}$ ) no afecta al espín nuclear de los protones ni al del nitrógeno ( $\ce{^14N}$ tiene espín nuclear 1).
Así que en un nivel básico, la carga neta no afecta a los espines nucleares en general.
La respuesta algo más larga es que los estados de espín nuclear dependen del entorno químico local. Esto significa que podemos "ver" diferentes espines nucleares de protones en función de la estructura molecular.
Si hay electrones no apareados, RMN paramagnética requiere comprender el acoplamiento del espín del electrón y el espín nuclear. Es posible, pero no tan sencillo como la típica RMN diamagnética (por ejemplo $\ce{^1H}$ Los picos pueden extenderse a lo largo de 200-250 ppm, a diferencia de los ~8-12 ppm de los protones normales).
Dos efectos principales en la RMN paramagnética son el pseudocontacto y los desplazamientos de contacto.
El efecto del término de contacto surge de la transferencia de la polarización de espín al núcleo observado. La polarización de espín es una consecuencia de la fortísima interacción electrón-núcleo (detectada por RMN). Este acoplamiento, también conocido por los espectroscopistas de EPR como acoplamiento hiperfino, es del orden de MHz, frente al habitual acoplamiento internuclear (J) observado en los espectros de RMN convencionales, que son del orden de unos pocos Hz. Esta diferencia refleja el gran momento magnético de un electrón (1,00 B), que es mucho mayor que cualquier momento magnético nuclear (por ejemplo, para $\ce{^1H}$ : 1.52×103 B).
