Chemische Verschiebung (Grobstruktur):

Nach den vorrausgegangen Erkenntnissen müsste man denken, dass eine bestimmte Atomsorte nur einen Peak hervorbringt.

Dies geschieht im Experiment jedoch nicht, da jeder Kern, aufgrund seiner Umgebung ein anderes effektives Magnetfeld B eff erfährt, welches sich vom Magnetfeld B unterscheidet (die Elektronenhüllen, die die Kerne umgeben, induzieren ein Magnetfeld, welches dem angelegtem Magnetfeld entgegengerichtet ist). Das führt dazu, dass verschieden abgeschirmte Kerne bei unterschiedlichen Frequenzen/Energien in Resonanz treten, somit mehr bzw. weniger Energie zugeführt werden muss. Es erscheinen folglich Resonanzsignale bei unterschiedlichen Frequenzen im Spektrum, diese besitzen, bezogen auf ein Referenzsignal eine unterschiedliche Verschiebung ä.

Die chemische Verschiebung ist abhängig von der Aufnahmefrequenz und wird als Differenz zur Lage des Referenzsignals in Hertz angegeben (meist Tetramethylsilan - TMS mit definitionsgemäß 0 Hz).

Um eine von der Aufnahmefrequenz unabhängige Größe zu erhalten, teilt man einfach durch diese, die chemische Verschiebung ist nun dimensionslos und liegt in Größenordnungen von 10 ^-6 , deswegen erfolgt eine Multiplikation mit 10 ⁶ .

⁶ 10 * Es folgt:

f

Aufnahme

(Da die benötigte Energie zum erreichen von Kernresonanz im Diagramm nach rechts ansteigt, stehen die am besten abgeschirmten Gruppen am weitesten rechts.)

Zwischen der chemischen Verschiebung und dem Aufbau einer Verbindung, bestehen charakteristische Zusammenhänge, so haben die Signale von gleichartig gebundenen Atomen, die gleiche chemische Verschiebung und liegen im Spektrum übereinander (eine CH 2 -Gruppe z.B. ergibt daher nur ein Signal).

Spin-Spin-Kopplung:

Aufgrund der sogenannten Spin-Spin-Kopplung treten in Spektren Feinstrukturen , sogenannte Multipletts auf. Ursache dieser Aufspaltung ist die Wechselwirkung mit anderen Nachbarkernen, die ein magnetisches Moment aufweisen.

Koppeln beispielsweise 3 Nachbarkerne, spaltet sich das Signal in ein Quartett mit den Verhältnissen 1:3:3:1 auf. Die Höhe der Peaks kann als Maß für die Anzahl gleichartiger Kerne angesehen werden. Die Spin-Spin-Kopplung ist unabhängig von der Aufnahmefrequenz und kann daher in Hertz angegeben werden. Die Kopplung nimmt mit zunehmender Anzahl, an zwischen den Kernen liegenden Bindungen, schnell ab. Sie wird vor allem über zwei oder maximal drei Bindungen wirksam, Kopplungen über mehr als drei Bindungen werden nur bei ð-Bindungen, zwischen den Kernen, beobachtet.