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Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)

1946
  • Isidor Isaac Rabi
  • Felix Bloch
  • Edward Mills Purcell
Espectrómetro de resonancia magnética nuclear en un laboratorio de química analítica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Resonancia Magnética Nuclear (RMN) espectroscopia Es una técnica que aprovecha las propiedades magnéticas de ciertos núcleos atómicos. Consiste en colocar una muestra en un campo magnético intenso y constante y analizarla con ondas de radio. Los núcleos absorben y reemiten radiación electromagnética a una frecuencia de resonancia específica, que depende del campo magnético intramolecular, revelando información detallada sobre la estructura, la dinámica y el entorno químico de las moléculas.

El principio de la RMN se basa en la propiedad cuántica del espín nuclear. Los núcleos con espín distinto de cero, como el ¹H (protones) y el ¹³C, se comportan como pequeños imanes. Al ser colocados en un campo magnético externo (B₀), estos espines nucleares se alinean con o en contra del campo, creando dos estados de energía distintos. La diferencia de energía entre estos estados es proporcional a la intensidad de B₀. Al aplicar un pulso de radiofrecuencia (RF) a la frecuencia precisa (frecuencia de Larmor) que coincide con esta diferencia de energía, los núcleos pueden excitarse del estado de menor energía al de mayor energía. Esta absorción de energía es el fenómeno de resonancia. Cuando se desactiva el pulso de RF, los núcleos vuelven a su estado de menor energía, emitiendo una señal que es detectada por el espectrómetro de RMN. Fundamentalmente, la frecuencia de resonancia exacta de un núcleo se ve ligeramente alterada por el entorno electrónico local, un efecto denominado «desplazamiento químico». Esto permite a los químicos distinguir, por ejemplo, entre los protones de un grupo metilo (-CH₃) y los de un grupo hidroxilo (-OH) dentro de la misma molécula. Otras complejidades, como el acoplamiento espín-espín, proporcionan información sobre qué átomos están conectados entre sí, lo que permite la elucidación completa de las estructuras moleculares.

UNESCO Nomenclature: 2501
– Química analítica

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento del espín nuclear por Wolfgang Pauli (1924)
  • Experimento de resonancia magnética de haces moleculares de Isidor Rabi (1938)
  • Desarrollo de electroimanes fuertes y estables y electrónica de radiofrecuencia sensible

Aplicaciones

  • Determinación de la estructura 3D de proteínas y otras biomoléculas complejas
  • resonancia magnética (MRI) en medicina
  • control de calidad de la síntesis química
  • investigación metabolómica
  • Ciencia de los materiales para caracterizar polímeros y sólidos

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: RMN, resonancia magnética nuclear, espectroscopia, desplazamiento químico, RMN, estructura molecular, espín, radiofrecuencia, frecuencia de Larmor, campo magnético.

Contexto histórico

Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)

1910
1940
1940
1946
1950
1960
1970
1900
1912
1940
1940
1950
1950
1960
1970

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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