Effetti di schermatura

Perché non tutti i protoni risuonano alla stessa frequenza? Nello spettro ¹H NMR, ogni picco rappresenta un diverso tipo di intorno chimico, nel quale i protoni hanno differenti frequenze di risonanza. In una molecola, ogni nucleo è sottoposto a un diverso campo magnetico generato dagli atomi e dagli elettroni circostanti. I campi magnetici degli atomi circostanti possono opporre resistenza al campo magnetico applicato durante un esperimento NMR e i protoni diventano schermati; ciò riduce la loro frequenza di risonanza e di conseguenza il loro spostamento chimico.

Quando elementi come ad esempio il carbonio presentano effetti di schermatura, elementi con una maggiore elettronegatività come fluoro, cloro e ossigeno presentano anch'essi effetti di schermatura. Per i protoni che si trovano in prossimità di questi gruppi, la nube elettronica è maggiormente polarizzata verso gli elementi elettronegativi, e i protoni sono meno schermati dal campo magnetico applicato, fattore che contribuisce quindi ad aumentare lo spostamento chimico. Lo spostamento chimico dei protoni cambia a seconda dei diversi gruppi funzionali a causa di questi effetti di schermatura. Tali effetti sono attribuibili all'entità della polarizzazione degli elettroni causata dai vari gruppi funzionali.

Gli intorni protonici con i maggiori valori di spostamento chimico sono quelli maggiormente deschermati, questo effetto risulta utile per dedurre le strutture NMR dal momento che separa le diverse risonanze protoniche distribuendole in picchi distinti su un ampio intervallo, consentendo di fatto una efficace elucidazione.