بروتون الرنين المغناطيسي النووي
بروتون الرنين المغناطيسي النووي (بروتون الرنين المغناطيسي أو الهيدروجين-١ ) هو تطبيق الرنين المغناطيسي النووي في مطيافية الرنين المغناطيسي النووي فيما يتعلق بنواة الهيدروجين-١ داخل جزيئات  المادة، من أجل تحديد الهيكل بداخله الجزيئات. [١] في العينات حيث يتم استخدام الهيدروجين الطبيعية (H)، عمليا جميع الهيدروجين تتكون من النظائر H ١ (الهيدروجين-١؛ أي وجود بروتون لنواة). ويسمى من ذرة H1 كامل بروتيوم.
أطياف الرنين المغناطيسي النووي بسيط يتم تسجيلها في الحل، والبروتونات المذابه لا يجب ان تدخل في. الحل. الديوتيريوم (الديوتريوم = هيدروجين ٢ ، وكثيراً ما يرمز D) المذابه المستخدمه خصيصا في الرنين المغناطيسي النووي هي المياه المفضلة، مثل الديوتيريوم D2O والاسيتون الديوتيريوم، 2CO (CD3)، الميثانول الديوتيريوم، CD3OD، الديوتيريوم ثنائي ميثيل سلفوكسيد، 2SO (CD3)، وكلوروفورم الديوتيريوم، CDCl3. ومع ذلك، يمكن استخدام مذيب دون الهيدروجين، مثل رابع كلوريد الكربون أو CCl4 أو ثنائي كبريتيد الكربون، CS2، أيضا.
تاريخيا، تم تزويد الديوتيريوم المذابه بكمية صغيرة (عادة 0.1 ٪) من تيتراميثيلسيلاني (TMS) كمعايير داخلية لمعايرة التحولات الكيميائية لكل بروتون . (TMS) جزيء هرمي ثلاثي، مع جميع البروتونات المساوية كيميائيا، وإعطاء إشارة واحدة ، تستخدم لتعريف تحول كيميائية = 0 جزء في المليون. [2] أنها متقلبة، يسهل استعادة عينة كذلك. الاطياف الحديثة قادرون على وضع الأطياف المرجعية استناداً إلى البروتونات المتبقية في المذيب (مثلاً CHCl3، 0.01 ٪ في 99.99% CDCl3). الآن يتم عادة توفير المذيبات الديوتيريوم دون TMS.
المذيبات الديوتيريوم تسمح باستخدام قفل تردد الميدان الديوتريوم (المعروف أيضا بقفل الديوتريوم أو تأمين الحقل) للتعويض عن أثر الانجرافات الطبيعية لحقل الرنين المغناطيسي B0  . من أجل توفير تأمين الديوتريوم، الرنين المغناطيسي النووي باستمرار يجب رصد تردد صدى إشارة الديوتريوم من المذيب وإجراء تغييرات إلى B0 للحفاظ على وتيرة الرنين المستمر. [3] بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام إشارة الديوتريوم دقة تحديد 0 جزء في المليون كتواتر قفل رنانة المذيب والفرق بين قفل المذيب و 0 جزء في المليون (TMS) معروفة جيدا.
بروتون الرنين المغناطيسي أطياف المركبات العضوية الأكثر تتميز بالتحولات الكيميائية في مدى +14 الى -4 جزء في المليون و بتدور-سبين اقتران بين البروتونات. ويعكس المنحنى التكامل لكل بروتون وفرة البروتونات الفردية.
يوجد للجزيئات البسيطة أطياف بسيطة. يتكون طيف كلوريد الإيثيل الثلاثي في 1.5 جزء في المليون واللجنة الرباعية 3.5 جزء في المليون في الدقيقة بنسبة 3:2. طيف البنزين يتكون من ذروة واحدة 7.2 جزء في المليون بسبب الحلقه دياماجنيتيك الحالية.
الكربون-13 الرنين المغناطيسي النووي، هو بروتون الرنين المغناطيسي النووي  و يعتبر أداة قوية لتوصيف بنية جزيئية.
قيم التحول الكيميائي، الذي يرمز إليه δ، ليست دقيقة، لكنها نموذجية-اعتبار ذلك أساسا كمرجع. نصبة الخطا في نطاق ± 0.2 جزء في المليون، أحياناً أكثر. أن القيمة الصحيحة للتحول الكيميائي يعتمد على التركيب الجزيئي والمذيب، درجة الحرارة، و المجال المغناطيسي الذي يجري للطيف تسجل وغيرها من المجموعات الوظيفية المجاورة. نواة الهيدروجين حساسة لتهجين الذرة الذي ترفق معه ذرة الهيدروجين والآثار الإلكترونية. ألانوية التي تميل إلى أن تكون مكشوفه بالنسبه للمجموعات التي تسحب كثافة الإلكترونات. النوى المكشوفه يتردد صداها في قيم δ الأعلى، بينما الأنوية المحمية يتردد صداها في قيم δ أقل.
أمثلة على سحب إلكترون من بدائل—OH،-OCOR،-OR أو-NO2 والهالوجين. وهذه تسبب تحول كيميائي حوالي 2 – 4 جزء في المليون لذرات H في Cα وأقل من 1 – 2 جزء في المليون لذرات H في Cβ. Cα ذرة C الاليفاتيه الرهينة مباشرة إلى مستبدل في السؤال، و Cβ ذرة C الاليفاتيه المستعبدين إلى Cα. مجموعات الكربونيل والشظايا الأوليفينيك والحلقات العطرية تساهم في ذرات الكربون sp2 المهجنة إلى سلسلة الاليفاتيه. وهذا يسبب تحولاً أسفل الميدان بنسبة 1 – 2 جزء في المليون في Cα.
علما أن البروتونات القابلة للتغيير(-OH-، NH2،-SH) لا يوجد لديها  صفة مميزة في التحولات الكيميائية. ومع ذلك يمكن تحديد تلك القمم عند اختفاء ذروتها عندما تتفاعل مع D2O، حيث انه سيتم استبدال الديوتريوم من ذرة بروتيوم. يتم استدعاء هذا الأسلوب هزة D2O. أيضا قد يكون منعها البروتونات الحمضية عند استخدام المذيبات التي تحتوي على أيونات الديوتريوم الحمضية (مثل الميثانول-d4). هو أسلوب بديل لتحديد البروتونات التي لم تعلق على الكربونات التجربة هيتيرونوكلير الكم واحد الاتساق (HSQC)، الذي يرتبط بلبروتونات والكربونات المرتبطة بعيدا عن بعضها البعض. يمكن التعرف على هيدروجين التي غير متعلقع على الكربون لأنها تحتوي كروسبيك في الطيف HSQC
كثافات المتكاملة من إشارات الرنين المغناطيسي النووي، في المثالية، يتناسب مع نسبة الأنوية داخل الجزيء. [4] جنبا إلى جنب مع التحول الكيميائي واقتران الثوابت، تسمح كثافة المتكاملة المهام الهيكلية. بالنسبة لمخاليط، يمكن استخدام كثافات إشارة لتحديد النسبه الموليه. هذه الاعتبارات صالحة فقط عندما يسمح الوقت الكافي للاسترخاء الكامل من إشارات المتضررة، وفقا لما تحدده بقيمها T1. مضاعفات أخرى تنشأ من صعوبة إدماج إشارات أشكال مختلفة جداً
بالإضافة إلى التحول الكيميائي، تسمح أطياف الرنين المغناطيسي النووي مهام هيكلية باستخدام اقتران تدور تدور (وكثافات المتكاملة).لان النواة نفسها تملك حقل المغناطيسي الصغيرة، فإنها تؤثر على بعضها البعض، تغيير في الطاقة ومن ثم تواتر نوى القريبة كما أنها صدى – هذا هو المعروف باقتران تدور تدور. النوع الأكثر أهمية في الرنين الأساسية اقتران القيم المفردة. هذا التفاعل بين الأنوية اثنان يحدث عن طريق روابط كيميائية، ويمكن رؤيته عادة ما يصل إلى ثلاثة سندات بعيد
أثر اقتران مفردة يمكن أن يفهمها دراسة بروتون الذي له إشارة على 1 جزء في المليون. هذا البروتون في جزيء افتراضية التي يوجد فيها ثلاثة سندات بعيداً يتواجد بروتون آخر (في CH-CH المجموعة على سبيل المثال)، المجموعة المجاورة (مجال المغناطيسي) تسبب إشارة 1 جزء في المليون لانقسم إلى اثنين، مع ذروة واحدة يجري أعلى من 1 جزء في المليون ولانقسامات أخرى قليلة هيرتز  يجري نفس العدد من هيرتز أقل من 1 جزء في المليون. إن هذه القمم كل نصف منطقة الذروة للقمه السابقه. ويعرف حجم هذا تقسيم (الفرق في التردد بين قمم) ثابت اقتران. قيمة ثابت اقتران نموذجي سيكون 7 هرتز
ثابت الوصلات مستقل عن قوة الحقل المغناطيسي وهذا ناتج عن المجال المغناطيسي لنواة أخرى، ليس لمطياف المغناطيس . ولذلك هو نقلا عن هيرتز (التردد) وليس جزءا من المليون (تحول المواد الكيميائية)
في جزيء آخر صدى بروتون في 2.5 جزء في المليون وأن هذا البروتون سيقسم أيضا إلى قسمين عن طريق البروتون في 1 جزء في المليون. نظراً لضخامة التفاعل هو نفس تقسيم سيكون له نفس اقتران ثابت 7 هرتز بعيداً. وسيكون لكل طيف إشارتين، كل اشاره لها نفس المساحة. وستكون كل مساحة بنفس المنطقة نظراً لأن كلا اشارتين بنتجها بروتون واحد .
يتم تغيير اشارتين اثنين في المليون و ppm 2.5 من جزيء خيالية CH CH الآن إلى CH2-CH:ونتيجة لذلك سيتم تقسيم في ذروة الفصل في 2.5 جزء في المليون مرتين بكل بروتون من CH2. بروتون الأول سيتم تقسيم الذروة ككثافة تساوي اثنين وسوف يذهب من ذروة واحدة في 2.5 جزء في المليون إلى قمم اثنين، أحدهما في 2.5 جزء في المليون + 3.5 هرتز والآخر 2.5 ppm-3.5 هرتز – لكل منها كثافة متساوية. ولكن هذه سوف تنقسم مرة أخرى بالبروتون الثانية. سيتم تغيير الترددات تبعاً لذلك:النتيجة الصافية ليست إشارة تتكون من 4 قمم لكن ثلاثة: إشارة واحدة في 7 هرتز أعلاه 2.5 جزء في المليون، إشاراتين اثنين تحدث في 2.5 جزء في المليون، وواحدة نهائي في 7 هرتز أدناه 2.5 جزء في المليون. نسبة الارتفاع بينهما هو 1:2:1. هذا هو المعروف الثلاثي وهو مؤشر على أن البروتون هو السندات الثلاثة من مجموعة CH2.
ويمكن تمديد هذا إلى أي مجموعة CHn. عندما يتم تغيير مجموعة CH2-CH CH3-CH2، إبقاء هذا التحول الكيميائي واقتران ثوابت متطابقة، تراعي التغييرات التالية:تقسم بعض الاشياء بواسطة ثلاثة بروتونات متطابقة يأخذ شكلاً يعرف باسم اللجنة الرباعية، ذروة كل وجود كثافات نسبية من 1:3:3:1.
يتم تقسيم ذروتها بالبروتونات متطابقة n إلى مكونات الأحجام التي في نسبة الصف nth من مثلث باسكال:
بسبب الصف nth مكونات n + 1، هذا النوع من تقسيم يقال أن اتبع القاعدة n +1': بروتون مع الجيران n يظهر ككتلة من قمم n + 1.
مع( 2-methylpropane, (CH3)3CH)، وكمثال آخر: البروتون CH موصولة إلى ثلاث مجموعات methyl متماثلة التي تحتوي على ما مجموعة 9 البروتونات متطابقة. وسيقسم إشارة C-H في الطيف في القمم العشر طبقاً للقاعدة (n + 1) لتعدد. وفيما يلي إشارات الرنين المغناطيسي المقابلة لعدة مولتيبليتس بسيطة من هذا النوع. لاحظ أن خطوط خارجية تساعي (التي هي 1/8 فقط كعاليه كتلة الذروة الثانية) يمكن بالكاد ملاحظته، إعطاء تشابه سطحي سباعي.
عندما يقترن بروتون إلى اثنين من البروتونات المختلفة، ثم اقتران الثوابت التي من المحتمل أن تكون مختلفة، وبدلاً من الثلاثي، سيتبين وجود اشارتين. وبالمثل، إذا كان هو بروتون بالإضافة إلى اثنين من البروتونات الأخرى من نوع واحد، وثالثة من نوع آخر مع مختلف، أصغر اقتران ثابت، ثم ينظر إلى الاشارات الثلاثيه. في المثال أدناه، ثابت اقتران الثلاثي أكبر من مساحة واحده. حسب الاتفاقية تتم الإشارة إلى النمط الذي تم إنشاؤها بواسطة اقتران ثابت أكبر أولاً وأنماط تقسيم ثوابت أصغر تسمى بلدور. في حالة أقل من ذلك سيكون خاطئا للإشارة إلى اللجنة الرباعية المؤلفة من ثلاثة توائم كالثلاثي الرباعيات. تحليل هذه الاشارات المتعدده (التي يمكن أن تكون أكثر تعقيداً من تلك المعروضة هنا) يوفر أدلة هامة إلى بنية جزيء قيد الدراسة
تطبيق قواعد بسيطة لتقسيم إشارات الرنين الوارد وصفها أعلاه تدور تدور إلا إذا كانت التحولات الكيميائية للاقتران الثابت أكبر كثيرا من اقتران المستمر بينهما. وألا فقد يكون هناك قمم أكثر، وكثافة القمم الفردية سوف تكون مشوهة (آثار الدرجة الثانية)
في بعض الأحيان، يمكن رؤية قمم صغيرة تحمل على قمم الرنين المغناطيسي النووي الرئيسي في H 1. هذه القمم ليست نتيجة لاقتران بروتون-بروتون، ولكن نتيجة للاقتران ذرات H 1 إلى ذرة الكربون-13 (13C) مجاورة. وتعرف هذه القمم الصغيرة الأقمار الصناعية الكربونية كما أنها صغيرة وتظهر حول ذروة H 1 الرئيسي أي من الأقمار الصناعية (حولهم) لهم. الاقمار الصناعية الكربونية الصغيرة سبب وجود عدد قليل جداً من الجزيئات في العينة أن الكربون كالرنين المغناطيسي النووي-النشط نادرة النظائر C 13. كما دائماً للاقتران سبب نواة تدور-1/2 واحدة، إشارة تقسيم H المرافق على C 13 مزدوجة. لم يتم تقسيم H المرافقه على C 12 أكثر وفرة، حتى أنها احادية كبيرة. والنتيجة الصافية زوج إشارات صغيرة متباعدة بشكل متساو حول ألاهم. إذا كان الفعل سيقسم إشارة H سبب اقتران H – H أو تأثيرات أخرى، كل من الأقمار الصناعية سوف تعكس أيضا هذا، فضلا عن اقتران (كعادة الأنماط تقسيم معقدة بسبب اقتران متباينة الشركاء).  بلاضافه الى نواة نشطة الرنين المغناطيسي يمكن أيضا أن يسبب هذه الأقمار الصناعية، ولكن الكربون هو السبب الأكثر شيوعاً في أطياف بروتون الرنين المغناطيسي للمركبات العضوية.
يمكن مشاهدة قمم الأخرى حول قمم 1H، المعروفة الاراتبطات الجانبية وترتبط بمعدل تدور أنبوب الرنين المغناطيسي النووي. هذه التحف التجريبية من تحليل spectroscopic نفسها، لا سمة جوهرية من الطيف الكيميائية ولا حتى تتصل تحديداً بالمادة الكيميائية أو هيكلها.
الاقمار الصناعية الكربونية والارتبطات الجانبية ينبغي عدم خلطها مع قمم شوائب.