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Electronégativité et déplacement chimique

Comment l'électronégativité influence les déplacements chimiques en RMN du proton. Créé par Jay.

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Transcription de la vidéo

si je regarde le méthane je vois que j'ai 4 proton équivalent qui ont tous les quatre exactement le même environnement et donc on s'attend à trouver un signal pour ces quatre proton sur le spectre rmn et effectivement c'est ce qu'on observe ici on a un signal qui sort un dépassement chimiques d'environ 1 ppm dans les vidéos précédentes on a vu que le signal qu'on obtient il est dû à une différence d'énergie entre les états de spin alpha et bêta du proton et cette différence d'énergie que je note e elle est reliée également à une fréquence elle correspond à une fréquence absorbé par le proton on a dit également que cette différence énergie elle va être dépendante du champ magnétique ressentie par le proton qu'on note b f pour champs magnétiques effectivement ressenti par le proton qui va être la résultante du champ magnétique extérieur appliquée dans l'appareil dès 0 et du champ magnétique induits par la circulation de la densité électronique autour du proton hainaut ce qu'on a dit c'est que ce champ magnétique ressentie par le proton bf va avoir un effet direct sur l'énergie la différence d'énergie entre les états de spin alpha et bêta et donc sur la fréquence que va absorber le proton et donc sur le signal qu'on va obtenir dans le spectre sur la fréquence de ce signal est donc sur le dépassement chimique du signal ici pour les protons du méthane on est plutôt dans la zone des fréquences basses on est à 1 ppm on a un petit déplacement chimiques donc ça correspond à un proton qui est plutôt blindé avec une fréquence d'absortion plutôt faible et on va comparer ce spectre obtenu pour le méthane au spectre qu'on obtient pour le chlorométhane donc pour le chlorométhane on a trois proton qui sont équivalents et qui vont donc nous donner un seul signal qu'on observe ici sur le spectre qu'on trouve à un dépassement chimique d'un petit peu plus que 3 on va dire à peu près 3,1 on a donc des protons ici qui sont des blindés par rapport aux protons du méthane puisqu'on a un dépassement chimiques plus grand et donc une fréquence d'absorption plus grande alors à quoi peut être due cette différence évidemment elle est due à la présence du chlore le chlore c'est un atom qui est très électro négatif on va avoir ici une liaison carbone chlore qui va être polarisé avec une charge partielle négatif sur le chlore une charge partielle positif sur le carbone et puis surtout se clore va attirer vers lui la densité électronique qu'on trouve autour de ce carbone et va donc par effet inductif attracteur attiré vers lui la densité électronique qu'on a autour de ces trois proton ici on va éloigner de la densité électroniques de ces proton pour la rapprocher du chlore c'est proton vont donc être des blindés par rapport aux protons du méthane ce qui signifie que le champ magnétique induits par la densité électronique autour de ces proton va être moins important que pour le méthane il va moins faire effet écran par rapport aux champs magnétiques b0 dans le milieu et donc on va avoir une différence d'énergie entre les états de spin alpha et bêta plus importante donc si je résume ça ici je vais avoir le même but 0 mais je vais avoir un bep induits qui va être plus faibles donc globalement le champ magnétique qui va être ressenti par mes proton ici va être plus important par conséquent de l'âge d'avoir bf qui va être plus important par conséquent je vais avoir une plus grande différence d'énergie entre les états de spin alpha et bêta ou plus grande différence d'énergie ici qui ont la vue est liée à la fréquence d'absortion des protons donc comme je vais augmenter bf je vais alors augmenter l'énergie donc augmenter la fréquence et par conséquent augmenter le déplacement chimiques auxquels je vais trouver le signal correspondant effectivement ici j'avais une valeur de 1 et si je suis à peu près à 3,1 g un dépassement chimiques plus important pour les protons du chlorométhane que pour les protons du méthane donc si je résume sa très rapidement un proton blindés va nous donner un signal à une fréquence plus faible et donc un déplacement chimiques assez faible alors qu'un profond qui va être des blindés à nous donner un signal à des fréquences plus élevées c'est à dire un dépassement chimiques plus élevé donc lorsqu'on compare comme ça des signaux rmn assure un spectre on peut ainsi comparer le blindage des protons et donc comparer leur environnement chimique et en particulier la présence d'éléments électro négatif à proximité de ses croûtons donc lorsqu'on a un atomes électrons négatifs à proximité de protons on va attirer vers cet élément électro négatif les électrons de la densité électronique autour de ces proton et donc augmenter le des blindages de ces proton et par conséquent on va trouver le site de ces protons à un déplacement chimiques plus important on va voir un schéma qui nous permet de classer approximativement différents types de protons sur un spectres rmn en fonction de leur environnement notamment en fonction de la présence d'éléments électro négatif autour d'eux donc comme on l'a déjà dit sur la droite ici du spectre m'a trouvé les protons qui sont plutôt blindé avec donc des absorptions à des fréquences plutôt basse et un déplacement chimiques donc plutôt faible pour les petits déplacements chimiques ici alors que sur la gauche du spectre on va trouver plutôt les protons qui sont des blindés qui vont donc absorber à des fréquences plus haute avec un dépassement chimiques plus important on va commencer tout à droite ici du spectre avec les halles cannes donc on a déjà vu le mécanisme donc ce proton qui le proton ici d'un composé ou là ce carbone peut être relié à d'autres carbone et d'hydrogène donc vraiment y aller cannes donc on a des protons qu'on a vu qu'ils sont plutôt blindé comme pour le méthane qui vont donc absorber à des fréquences plutôt bas sont plutôt faible avec des signaux qu'on va trouver au niveau du spectre rmn pour des valeurs entre 0,5 et 2 ppm en juin à nouveau toutes ses gammes ici que j'ai représenté en couleurs c'est assez approximatif mais ça permet d'avoir une idée de ce qu'on peut trouver sur un statut rmn et comment comparer les différents signaux essayer de trouver à peu près à quel environnement chimique est ce que ça correspond on a vu l'exemple du méthane et on a parlé aussi de l'exemple du chlorométhane ça on va le retrouver ici en jaune ici donc on a un carbone ni un hydrogène et ce carbone est liée à un élément et fille qui est électro négatif qui pût être un halogène donc le fluor le chlore le brome esta ou également un l'oxygène donc on a vu que cet atome ici électro négative avoir tendance à attirer vers lui les électrons qui sont autour de ce carbone la densité électronique qu'on a autour de ce carbone ici et par conséquent appauvrir la densité électronique autour de notre hydrogène et donc augmenter le des blindages de cet hydrogène de ce proto et par conséquent augmenter le débat sont chimiques auxquels on va trouver le signal puisqu'on va augmenter la fréquence d'absortion est effectivement pour ces proton ici comme pour le chlorométhane on va trouver des déplacements chimiques compris entre eux à peu près 2,5 et 4,5 donc sur un spectre rmn si on voit un signal compris entre 2,5 et 4,5 c'est très probable que ce soit un proton qui soit lié à un carbone lui-même directement liés à un atome particulièrement électro négatif et entre le chlorométhane et le méthane on a un autre type de composé qu'un autre type de protons que je mette en orange ce proton ici ici ce proton il ya un carbone qui n'est pas liée directement à un atome plus électro négatif que lui qui lit ici un autre carbone d'un groupe carboni ici on a un groupe carbone il l'oxygène est bien plus électro négatif que le carbone donc on va avoir un effet relutif à ce tracteur ici qu'on va ressentir au niveau de ceux proton ce qui va avoir pour conséquence de diminuer à dans cette électronique autour de ce profond et donc d'augmenter le blindage et d'augmenter le déplacement chimiques auxquels on va trouver le signal et ce signal pour ce genre de protons ici on retrouve généralement entre 2 et 2 5 ppm donc comme le carbone n'est pas liée directement à un élément électro négatif on est moins ou en dépassement chimiques que pour cet exemple là où là on va voir un des bernaches plus importante on a quand même un des blindages plus important que pour un alcanes on va voir maintenant l'exemple de l'alcool qui est dessiné ici donc ce proton ici du groupe o h alors pour les alcools ce qui est particulier c'est qu'on va avoir des liaisons hydrogène qui peuvent se mettre en place entre les différentes molécules d'alcool du milieu ce qui va avoir un effet de des blindages et plus on va avoir deux liaisons hydrogène plus les feuilles de des blindages va être important et plus on va trouver le signal de ce profond à les déplacements chimiques important mais la gamme ici elle est très large parce que la quantité de liaisons hydrogène qui ont pouvoir se mettre en place en milieu elle va dépendre de beaucoup de paramètres la concentration la température l'eau solvants etc donc c'est pour ça qu'on a une gamme bien large ici de déplacement chimiques auxquels on peut trouver ce genre de protons on peut avoir des conditions assez différentes pour un même alcool ou entre des alcools différence a peut être également bien différente en gros un proton d'un groupe aux h on peut le trouver entre 2 ppm et 5 ppm donc c'est assez large 2 à 5 ppm on passe maintenant à exemple ici des halphen donc le proton ici qu'il y ait un carbone impliqué dans une double liaison carbone carbone et pour ce genre de protons on va avoir des signaux à des dépassements chimie compris entre 4 et demi et six et demi environ comment est-ce qu'on peut expliquer ce des blindages ici du proton par rapport à un alcanes ya une façon de voir les choses c'est de penser à l'électro négativité ce carbone ici et se qualifient ils sont hybridés en sp2 ici on les écarts bonnes librairies en sp2 alors que le carbone ici qu'on avait pour l'alcan évidemment hybride et en sp3 et on sait qu'une orbitale sp2 d'après les vidéos sur l'hybridation a un caractère d'orbital f plus important qu'une orbital il rêvait en sp3 et par conséquent les électrons sont plus proches du noyau pour un carbone hybride ix en sp2 que pour un carbone libre était un aspect 3 et globalement on peut dire qu'un carbone hybride et en sp2 est plus électro négatif carbone livrée des ans sp3 donc par la notion d' electronic d'activité on peut comprendre que la densité électronique ici de cette liaison elle est plus proche du carbone que pour un carbone hybride et en s p 3 ce qui a pour conséquence un certain des blindages du proton ici mais en réalité ce n'est vraiment pas aussi simple que ça parce que si ça c'était vraiment le cas alors quand on a un alcine aucun alcine par exemple j'ai la septilienne ici avec de carbone et 2 hydrogène si c'était vraiment le cas si c'était aussi simple comme ce carbone ici il est libre et d en sp et que l'hôpital sp1 khater d'hôpital est ce encore plus important qu'une orbitale sp2 on s'attendrait à avoir une électro négativité donc plus importantes pour ce carbone est donc un des blindages encore plus important pour ce proto ici qui devrait donc sortir nous vous du signal à des dépassements chimiques encore plus grand que la gamme 4 et 2006 et demi ici or c'est pas les cas ce qu on observe expérimentalement ce sont des déplacements chimiques pour ce proto plutôt de l'ordre de 2 2 points 5 ppm un petit peu comme le proton ici du carbone lié à un groupe carbonée donc il ya en fait un autre effet que l'électro négativité à prendre en compte et rooney captivité elle n'est pas faux seins elle et elle est juste mais il ya autre chose à prendre en compte mais ça ça va faire l'objet de la vidéo suivante et ça concerne les aliens les halles fine est également le benzène donc le cas du benzène on le garde pour la vidéo suivante donc on va regarder ensuite parmi les protons plutôt des blindés ici dans le haut vraiment du spectre rmn et au dépassement chimiques et les hautes fréquences d'absortion on trouve le proton ici d'un aldéhydes pour un aldéhydes le carbone ici est directement liée à un oxygène qui est bien plus électro négatif que lui on a donc un effet inductif un tracteur qui est important ici cet oxygène il est bien plus électro négatif on a les électrons ici qui sont attirés vers l'oxygène on diminue significativement la densité électronique autour de l'hydrogène autour du proton par conséquent on va augmenter le des blindages et augmenter la fréquence d'absorption de ce proto est donc le déplacement chimiques correspondant effectivement pour le proton en aldéhyde on est de l'ordre de 9 à 10 ppm pour le développement chimique du signal correspondants et enfin si je regarde tout à gauche du spectre ici j'ai un acides carboxyliques ce proton ici et le proton incident de l'acide carboxyliques qui va nous donner des signaux entre 10 et 12 ppm donc là à nouveau on a un proton quitterait des blindés avec des dépassements chimiques qui sont importants et ça on peut l'expliquer par la présence ici de l'oxygène donc c'est l'hydrogène est directement liée à un oxygène qui est bien plus électron négatif que lui on qui va attirer vers lui la densité électronique ici on a également ici un groupe carbonique juste à côté donc non seulement on a un effet inductif autre acteur supplémentaire de par la présence de cet oxygène s'y met on a en plus un effet mais homer attracteur et en plus on peut aussi avoir des liaisons hydrogène qui se forme dans le milieu entre plusieurs molécules d'acide carbonique donc en gros on a un effet moins 10 un effet moins zem et des liaisons hydrogène toutes ces effets qui vont avoir pour conséquence d'augmenter le des blindages de ce pro dont c'est la raison pour laquelle on retrouve le proton acide de la fille carboxyliques à des dépassements chimiques aussi important entre 10 et 12 ppm donc si sur un spectre mn dans un exercice on a un signal entre 10 et 12 ppm il est très très probable qu'il s'agisse d'un africain boksic