NMR에서 화학적 동등성과 자기적 동등성(1)

NMR에서 화학적 동등성과 자기적 동등성(1)

 

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분자 내에서 화학적 환경이 같은 proton들은 ① 화학적으로 동등(chemically equivalent)하다고 하며, ② 같은 화학적 이동(chemical shift, δ) 값을 가진다.

예를 들면, benzene의 모든 proton들, acetone의 모든 proton들은 각 분자 내에서 화학적으로 동등하며, 모두 같은 δ 값을 가진다.(물론 각 분자는 다른 δ 값을 가진다.)

 

 

그렇다면 분자 내에서 화학적으로 동등한 proton들과 그렇지 않은 proton들은 어떻게 구별할까?

대칭성(symmetry)으로 구별한다.

 

분자를 ① 대칭축에 회전, 또는 ② 대칭면에 반사, 또는 ③ 대칭점에 반전시키는 조작을 했을 때, 조작 전과 후의 proton을 서로 구별할 수 없다면, 이들 proton들은 화학적으로 동등하다.

 

 

이 설명이 어렵게 들릴 수 있으나, 화학적으로 동등한 proton들과 그렇지 않은 proton들은, 분자 구조를 보면, 어렵지 않게 구별할 수 있다.

 

 

 

(a) 1개의 흡수 피크가 관찰되는 분자들

- 검은색 수소에 의한 1개의 피크.

 

 

 

 

 

 

 

 

(b) 2개의 흡수 피크가 관찰되는 분자들

- 검은색 수소와 빨간색 수소에 의한 2개의 피크.

 

 

 

 

 

 

 

 

(c) 3개의 흡수 피크가 관찰되는 분자들

- 검은색 수소, 빨간색 수소, 파란색 수소에 의한 3개의 피크.