Àrea temàtica
Química física

ca - espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear n f
ca - espectroscòpia de RMN n f
es - espectroscopia de resonancia magnética nuclear n f
es - espectroscopía de resonancia magnética nuclear n f
es - espectroscopia de RMN n f
es - espectroscopía de RMN n f
en - NMR spectroscopy n
en - nuclear magnetic resonance spectroscopy n

Definició
Espectroscòpia de determinació estructural que treballa en la zona de les ones de ràdio de l'espectre electromagnètic.

Nota
L'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear es basa en la provocació de transicions entre els diferents estats de spin nuclear desdoblats per l'efecte d'un camp magnètic extern B₀ aplicat sobre la mostra. Si se suposa que el camp magnètic està dirigit al llarg de la direcció z de l'espai i que els nuclis de la molècula sobre la qual s'aplica tenen un nombre de spin nuclear I associat al seu moment angular de spin, les energies dels estats entre els quals es produeixen les transicions venen donades per l'expressió $E_{m_l} = -m_l h \nu_L$, en què h és la constant de Planck, m_I pot adoptar diferents valors (m_I = I, I − 1..., −I) i ν_L és la freqüència de Larmor.

Cada nucli té un valor del nombre de spin nuclear en funció de la seva estructura interna (I = 0 per a ¹²C i ¹⁶O; I = 1/2 per a ¹H, ¹³C, ¹⁹F i ³¹P; I = 1, 3/2, 2... per a ¹⁴N, ³⁵Cl i ¹¹B). Els nuclis amb nombre de spin nuclear I = 0 no presenten ressonància magnètica nuclear i, per tant, els seus espectres de ressonància magnètica nuclear no presenten cap senyal. Els nuclis amb nombre de spin nuclear I $\neq$ 0, per contra, presenten ressonància magnètica nuclear, tot i que se solen distingir aquells amb nombre de spin nuclear I = 1/2, de gran utilitat pràctica, d'aquells amb valors de nombre de spin nuclear I > 1/2, que són anomenats nuclis amb moment quadrupolar, i que ofereixen una utilitat més restringida a causa de la complexitat de les seva resposta.

Després d'aplicar el camp magnètic, no tots els nuclis amb la mateixa raó magnetogírica en l'expressió de la freqüència de Larmor ressonaran a la mateixa freqüència, ja que la diferència d'energia entre els estats de spin nuclear d'un nucli en concret és extremament sensible a l'entorn químic perquè el moviment dels electrons de la molècula fa que el camp magnètic local que experimenta cada nucli no sigui exactament igual. Aquesta particularitat és la que permet distingir els nuclis de la mateixa naturalesa presents en una molècula.

Les freqüències de ressonància se solen expressar en funció del desplaçament químic, que està relacionat amb l'estructura molecular i s'utilitza per a representar els espectres de ressonància magnètica nuclear.

Fins a principi de la dècada dels setanta es feia servir l'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear d'ona contínua, de baixa sensibilitat. Avui dia s'ha substituït per l'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear de polsos, molt més sensible i que simplifica la interpretació dels espectres de ressonància magnètica nuclear. La tècnica multipols constitueix la base de l'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear bidimensional.

Pel que fa a les aplicacions de l'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear, aquesta tècnica és molt valuosa per a la determinació estructural, fins i tot de molècules complexes, com les proteïnes i els àcids nucleics. D'altra banda, també proporciona informació rellevant sobre la dinàmica molecular de processos químics que tenen lloc en una escala de temps del microsegon al segon, com ara canvis conformacionals o intercanvi de lligands. Finalment, també hi ha la possibilitat d'obtenir d'imatges mitjançant la imatgeria per ressonància magnètica nuclear (NMRI, de l'anglès nuclear magnetic ressonance imaging), una aplicació que ha esdevingut molt important en el camp de la medicina com a tècnica de diagnosi.