Pemisahan (splitting) pada spektra NMR resolusi tinggi

Bagian ini menjelaskan mengapa pada NMR resolusi tinggi anda mendapatkan spektrumnya berupa kumpulan puncak sedangkan pada resolusi rendah berupa puncak-puncak sederhana. Efek ini dinamakan penggabungan spin (spin coupling) atau pemisahan spin (spin splitting).

Penggabungan spin

Asal usul doublet

Perhatikan spectrum NMR resolusi tinggi dari senyawa CH₂Cl-CHCl₂

Kita fokuskan pada gugus CH₂. Mengapa berupa doublet?

Ingat bahwa perbedaan posisi puncak-puncak pada spektrum NMR adalah karena hidrogen-hidrogen mengalami medan magnet yang berbeda yang disebabkan oleh perbedaan lingkungan kimia.

Dua puncak yang terpisah artinya, hidrogen-hidrogen mempunyai dua medan magnet yang sedikit berbeda. Dua perbedaan medan tersebut disebabkan oleh hidrogen pada gugus CH tetangga.

Hidrogen tetangga mempunyai medan magnet lemah yang dapat searah ataupun berlawanan dengan medan magnet luar. Tergantung pada arahnya, yang akan memperkuat atau melemahkan medan yang dirasakan oleh hidrogen-hidrogen pada CH₂.

Terdapat peluang yang sama untuk terjadinya susunan arah seperti di atas, sehingga akan ada dua puncak yang disebabkan oleh hidrogen CH₂, yang keduanya terpisah dan mempunyai luas area yang sama (karena peluangnya 50/50 dari masing-masing susunan).
Asal-usul triplet
Sekarang fokuskan pada gugus CH dalam senyawa CH₂Cl-CHCl₂.
Mengapa triplet? Hal ini karena hidrogen mempunyai tiga medan magnet yang sedikit berbeda.

Pikirkan susunan arah magnetik hidrogen-hidrogen gugus CH₂ tetangga. Ada beberapa kemungkinan:

Dua susunan di bagian tengah diagram menghasilkan medan yang sama (sama dengan medan magnet luar). Sehingga, ada tiga medan magnet yang mungkin yang dapat dirasakan oleh hidrogen CH, dan menyebabkan ada tiga puncak – suatu triplet.

Luas area di bawah puncak mempunyai perbandingan 1 : 2 : 1 hal ini menunjukkan peluang dari medan magnet yang ada.
Asal-usul kuartet

Jika anda menerapkan cara pengelompokan yang sama terhadap hidrogen yang bertetangga dengan gugus CH₃, anda akan mendapatkan empat medan magnet yang berbeda, tergantung pada susunan hidrogen CH₃.

Semua susunan pada baris kedua menghasilkan medan yang sama, dan semua susunan pada baris ketiga juga menghasilkan medan yang sama, tetapi waktunya sedikit lebih kecil. Ada empat medan yang berbeda, dengan perbandingan peluangnya 1 : 3 : 3 : 1.

Sehingga hidrogen yang bertetangga dengan gugus CH₃ akan memberikan puncak kuartet pada spektrumnya, dengan ukuran perbandingan puncak 1 : 3 : 3 : 1.