Comment comprendre la notion de protons équivalents en spectroscopie RMN?

Réponse :

Ce cours de physique en ligne niveau lycée sur la notion de protons équivalents en spectroscopie RMN constitue une révision bac parfaite.


Dans le cadre de votre révision bac chimie, notre e-prof de soutien scolaire en ligne se penche sur la notion de protons équivalents en spectroscopie RMN au travers d’un vrai faux.


Rappelons d’abord l’importance de ces protons équivalents lors de l’étude d’un spectre RMN : un groupe de protons équivalents ne donnera qu’un signal sur le spectre. Les protons n’étant équivalents à aucun autre donneront eux aussi un signal. Il s’agit donc d’une donnée cruciale pour mettre en lien une molécule et son spectre RMN.


Vrai faux sur ce sujet de bac

protons équivalents en spectroscopie RMN

1 – Tous les protons d’une molécule portés par des carbones sont forcément équivalents entre eux.

Faux : En effet, les protons portés par un même carbone seront équivalents entre eux, mais ce ne sera pas forcément le cas pour des protons portés par différents carbones ! La condition réelle pour que des protons soient équivalents entre eux est le sujet de l’affirmation 2…


2 – On dit que des protons sont équivalents quand ils ont le même ‘environnement chimique’.

Vrai : Il s’agit de la définition des protons équivalents ! Nous allons nous attarder sur celle-ci car elle nous permettra à l’avenir de ne plus nous tromper lors de l’identification de ces groupes de protons…


On dit des protons équivalents qu’ils ‘perçoivent le même environnement chimique’. A comprendre : si on les échange de place entre eux, ils verront toujours le même environnement moléculaire !


Faisons une analogie avec la figure ci-dessous : Monsieur 1 et Monsieur 2 sont de chaque côté d’un mur. Lorsque ce mur est noir, ils voient la même chose, même lorsque leurs places sont échangées ! Ils seraient alors des ‘Messieurs équivalents’. Par contre, si le mur est bicolore, ils ne verront pas la même chose si on les échange de place ! Ils ne seraient, ici, pas équivalents.

molécules et messieurs

En résulte une bonne méthode pour vérifier si des protons sont équivalents entre eux : échangez-les de place, et observez si cela change quelque chose pour eux, dans ce qu’ils perçoivent de la molécule. Utilisons-la pour les 3 dernières affirmations !

 réponses molécules

3 – La molécule 1 donnera 2 signaux sur un spectre RMN.

Faux : il y a bien 2 groupes de protons équivalents (entourés en rouge et vert) mais également un proton seul (en bleu) qui donnera lui aussi un signal ! Soit 3 signaux en tout.


4 – La molécule 2 donnera 1 signal sur un spectre RMN.

Vrai : tout les protons affichés et entourés en vert sont équivalents entre eux (essayer de les échanger pour vérifier) !


5 – La molécule 3 donnera 3 signaux sur un spectre RMN.

Faux : On observe que les 2 groupes de protons portés par les carbones à chaque extrémité de la molécule sont des groupes de protons équivalents … mais ces 2 groupes sont équivalents entre eux ! En effet, ils sont situés des 2 côtés d’une molécule symétrique selon un axe vertical ! Il s’agit d’un seul groupe de protons équivalents (entouré en rouge). Essayez encore une fois d’échanger ces protons de place pour le vérifier. Cela fait donc, avec les 2 protons au centre, 2 groupes de protons équivalents en tout : 2 signaux.


Voilà tout pour aujourd’hui, en espérant que ce quiz de soutien scolaire physique chimie en ligne vous aura aidé à démystifier cette notion problématique pour beaucoup d’élèves.


Excellente révision bac S, n’oubliez pas de nous suivre sur Facebook!



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