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Spin–Spin Coupling Constant: Overview01:08

Spin–Spin Coupling Constant: Overview

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In bromoethane, the three methyl protons are coupled to the two methylene protons that are three bonds away. In accordance with the n+1 rule, the signal from the methyl protons is split into three peaks with 1:2:1 relative intensities. The methylene protons appear as a quartet, with the relative intensities of 1:3:3:1.
Qualitatively, any spin plus-half nucleus polarizes the spins of its electrons to the minus-half state. Consequently, the paired electron in the hydrogen–carbon bond must...
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Spin–Spin Coupling: Three-Bond Coupling (Vicinal Coupling)01:22

Spin–Spin Coupling: Three-Bond Coupling (Vicinal Coupling)

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Vicinal or three-bond coupling is commonly observed between protons attached to adjacent carbons. Here, nuclear spin information is primarily transferred via electron spin interactions between adjacent C‑H bond orbitals. This generally favors the antiparallel arrangement of spins, so 3J values are usually positive.
The extent of coupling depends on the C‑C bond length, the two H‑C‑C angles, any electron-withdrawing substituents, and the dihedral angle between the...
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Molecular Shape and Polarity03:37

Molecular Shape and Polarity

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Dipole Moment of a Molecule
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Spin–Spin Coupling: One-Bond Coupling01:17

Spin–Spin Coupling: One-Bond Coupling

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Coupling interactions are strongest between NMR-active nuclei bonded to each other, where spin information can be transmitted directly through the pair of bonding electrons. While nuclei polarize their electrons to the opposite spins, the bonding electron pair has opposite spins. Configurations with antiparallel nuclear spins are expected to be lower in energy. When coupling makes antiparallel states more favorable, J is considered to have a positive value. The one-bond coupling constant, 1J,...
1.0K
Chemical Shift: Internal References and Solvent Effects01:17

Chemical Shift: Internal References and Solvent Effects

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In an NMR sample, precise measurement of the absolute absorption frequencies of nuclei is difficult. A standard internal reference compound is added, and the frequency difference between the reference signal and sample signals is measured.
The internal reference compound generally used in NMR spectroscopy is tetramethylsilane (TMS). TMS is preferred because it is chemically inert, soluble in NMR solvents, and easily removable. Also, the highly shielded methyl protons in TMS yield an intense...
684
Spin–Spin Coupling: Two-Bond Coupling (Geminal Coupling)01:20

Spin–Spin Coupling: Two-Bond Coupling (Geminal Coupling)

1.1K
Two NMR-active nuclei bonded to a central atom can be involved in geminal or two-bond coupling. Geminal coupling is commonly seen between diastereotopic protons in chiral molecules and unsymmetrical alkenes, among others.
The central atom need not be NMR-active because its electrons are affected by the electron polarization of the spin-active atoms. However, spin information is transmitted less effectively than in one-bond coupling, and 2J values are usually weaker than 1J values. The energy of...
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Polaridad del disolvente bajo acoplamiento fuerte vibratorio

Maciej Piejko1, Bianca Patrahau1, Kripa Joseph1

  • 1University of Strasbourg, CNRS, ISIS and icFRC, 8 Allée Gaspard Monge, 67000 Strasbourg, France.

Journal of the American Chemical Society
|June 8, 2023
PubMed
Resumen

El acoplamiento fuerte vibratorio altera la polaridad del disolvente al impactar las fuerzas de dispersión. Este hallazgo ofrece nuevos conocimientos sobre cómo este efecto cuántico influye en las reacciones químicas y las propiedades del disolvente.

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Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy

Published on: March 16, 2020

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Área de la Ciencia:

  • Química Cuántica
  • Química Física
  • Espectroscopia

Sus antecedentes:

  • El acoplamiento fuerte vibratorio (VSC) implica la hibridación de las vibraciones moleculares con los modos de cavidad óptica.
  • Se sabe que el VSC afecta las velocidades de reacción química y la selectividad, pero los mecanismos subyacentes no se comprenden completamente.
  • La polaridad del disolvente es un factor crítico que influye en la reactividad química.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el efecto del VSC en la polaridad del disolvente.
  • Aclarar el papel del VSC en la modificación de las propiedades del disolvente y su conexión con las fuerzas de dispersión.

Principales métodos:

  • Se utilizó el tinte de Reichardt (RD), una sonda solvatocrómica sensible, para cuantificar los cambios de polaridad del disolvente.
  • Empleado VSC mediante el acoplamiento de bandas vibratorias OH y CH de disolventes alcohólicos con modos de cavidad óptica.
  • Cambios medidos en el máximo de absorción de RD en respuesta al VSC.

Principales resultados:

  • Se observó un desplazamiento al rojo significativo en el máximo de absorción de RD (hasta ~ 15,1 nm, 5,1 kJ·mol-1) debido al VSC.
  • Se encontró que la magnitud del cambio de polaridad se correlacionó con la longitud de la cadena de alquilo, el área de superficie molecular y la polarizabilidad en los alcoholes alifáticos.
  • Se ha demostrado que el VSC afecta a las fuerzas de dispersión, que se originan en las fluctuaciones del vacío.

Conclusiones:

  • Se puede demostrar que el VSC altera la polaridad del disolvente.
  • Los cambios observados en la polaridad están relacionados con modificaciones en las interacciones de dispersión bajo acoplamiento fuerte.
  • Las interacciones de dispersión se proponen como un mediador clave a través del cual VSC influye en los procesos químicos.