Résonance Magnétique Nucléaire - Cours théorique de RMN

Principe de la RMN

La spectroscopie RMN consiste à observer les transitions entre 2 niveaux d’énergie très proches d’un noyau soumis à un champ magnétique.
Lorsque l’on soumet un noyau d’hydrogène à un champ H₀, les noyaux vont s’aligner sur champ magnétique (c'est à dire leur moment magnétique de spin μ). Leur nombre quantique magnétique de spin aura soit comme valeur ms = ½ , état le plus stable dans le même sens que H₀, soit ms=-1/2 à l’opposé de H₀ et minoritaire (valable pour les noyaux de nombre de spin I = ½). Le rapport entre les 2 populations est proche de 1. Il en résulte une légère aimantation notée M₀.

Quand le noyau est soumis à H₀ il s’aligne sur le champ mais entre aussi en précession (suite à son mouvement de rotation sur lui-même). Le moment magnétique prend une vitesse angulaire proportionnelle à H₀ : w₀ = γB₀

Pour qu’il y ait basculement, il faut appliquer un champ H ₁ perpendiculaire à μ de façon à ce que la force générée fasse basculer μ (règle de Lorentz ou des 3 doigts)

Si le champ H₁ est fixe la condition n’est remplie qu’une fois par rotation… d’où l’obligation de créer un champ tournant H₁. Concrètement on simule un champ tournant grâce à un solénoïde et un courant alternatif. La vitesse de rotation simulée w₁ doit être égale à w₀. Les conditions pour un basculement sont ainsi toujours remplies !
Lorsque la fréquence de Larmor est atteinte, il y a résonance et basculement de l’aimantation M₀.

La technique utilisant une fréquence fixe et un balayage de champ est abandonnée  pour la RMN impulsionnelle car beaucoup précise: H₀ reste fixe, et on envoie un « flash » de radiofréquence balayant la zone de fréquence intéressante. On excite ainsi tous les noyaux d’un coup.

Les cours de RMN

- le déplacement chimique
- l'effet d'écran
- le couplage