Mejore las habilidades de interpretación de RMN de sus estudiantes | Noticias

La espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) es una herramienta versátil que se utiliza en una amplia gama de disciplinas científicas, incluidas la química, la ciencia de los materiales, la biología y la medicina.

Además de dilucidar la estructura, los científicos utilizan la espectroscopia de RMN para estudiar la cinética de reacción, los mecanismos de reacción y las interacciones intermoleculares. La interpretación de los espectros de RMN es una habilidad fundamental y, por tanto, una parte integral de la enseñanza de la espectroscopia a partir de los dieciséis años.

Los estudiantes encuentran por primera vez espectros de RMN en la escuela secundaria, donde los utilizan para determinar las estructuras de moléculas orgánicas simples como parte de preguntas de estilo de resolución de problemas. Como técnica rica en información, los estudiantes pueden utilizar múltiples componentes de espectros para extraer información estructural, como el número, la intensidad y la forma de las señales, el desplazamiento químico y las constantes de acoplamiento J. Aunque estas preguntas suelen ser difíciles, pueden desarrollar el pensamiento crítico. habilidades.

En respuesta al número limitado de recursos educativos disponibles para la práctica de la interpretación de RMN, los investigadores han desarrollado El desafío de la RMN, un recurso en línea que contiene más de 500 espectros de RMN reales de 200 compuestos orgánicos. Los usuarios pueden enviar soluciones utilizando la herramienta de dibujo de arquitectura y obtener confirmación de la solución correcta.

En respuesta al número limitado de recursos educativos disponibles para la práctica de la interpretación de RMN, los investigadores desarrollaron NMR Challenge (bit.ly/3XPsAJd), un recurso en línea que contiene más de 500 espectros de RMN reales de 200 compuestos orgánicos. Los usuarios pueden enviar soluciones utilizando la herramienta de dibujo de estructuras y obtener confirmación de la solución correcta.

READ  Presiones de vapor de equilibrio de amoníaco y oxígeno a temperaturas exteriores del sistema solar

Identificaron varios errores comunes, que pueden reflejar la falta de comprensión de los estudiantes sobre los principios básicos de los espectros de RMN.

Los creadores del sitio han organizado los problemas por complejidad. El plano fundamental contiene 148 espectros unidimensionales (1h, 13Atmósfera 19f) Es apto para estudiantes de secundaria. El nivel avanzado contiene espectros 2D. Dentro de los niveles básico y avanzado existe otra clasificación: fácil, medio y difícil.

en Nuevo papelLos investigadores que desarrollaron el sitio analizaron las tasas de éxito de las 200 tareas del NMR Challenge, que consta de más de 428.000 soluciones de todo el mundo y es la base de datos más grande de respuestas a tareas de NMR. A través de este análisis, identificaron varios errores comunes, que pueden reflejar la falta de comprensión de los estudiantes sobre los principios básicos de los espectros de RMN. Los siguientes tres estudios de caso resumen los principales hallazgos.

interpretación de resultados

Estudio de caso 1Al observar los ésteres homólogos, los investigadores descubrieron que los estudiantes podían utilizar información espectroscópica para identificar fragmentos moleculares, como el anillo de benceno monosustituido, la cadena etilo y el grupo éster. Sin embargo, los estudiantes fueron menos capaces de utilizar valores de desplazamiento químico para determinar la conectividad de estos fragmentos.

Estudio de caso 2Al observar los patrones de sustitución en los bencenos disustituidos, los estudiantes solo reconocieron bien las estructuras disustituidas. El patrón de división más complejo en 1El espectro H de los bencenos orto y meta sustituidos es probablemente la razón. Sin embargo, puede utilizar el número de señales en 13Espectros de carbono para distinguir entre bencenos isosustituidos, algo que los estudiantes rara vez consideran.

READ  Ver bajo la superficie en Morava Valles en Marte

Estudio de caso 3: Muchos espectros también involucran interacciones intramoleculares, por ejemplo, la formación de un enlace de hidrógeno entre un átomo de hidrógeno intercambiable (p. ej., OH) y un aceptor de enlaces de hidrógeno (p. ej., O en un carbonilo). Los estudiantes a menudo identifican erróneamente el aumento en el desplazamiento químico en el hidrógeno intercambiable porque usaron principalmente… 1No se dibujan los espectros HNMR para la identificación y, por lo tanto, las estructuras correctas.

Consejos de enseñanza

Usos El desafío de la RMN Gratis para enseñar y sugerir como práctica independiente para sus alumnos. Proporciona comentarios al enviar y notifica al usuario si su respuesta es correcta.

El estudio proporciona un análisis adicional en Soporte de información, incluidos los errores más comunes. Puede adaptar esto a una actividad adicional en el aula basada en una evaluación simulada de pares.

Los investigadores han identificado varias observaciones clave que deben tenerse en cuenta al enseñar espectroscopia de RMN:

  • Centrarse en tareas que tengan en cuenta estructuras simétricas, identificando sus partes estructurales y conexiones.
  • Comparación de los espectros de ésteres con los espectros de materiales de partida compuestos por alcoholes y ácidos carboxílicos.
  • Si bien los estudiantes pueden reconocer los anillos de benceno disustituidos, los anillos de benceno orto y metadisustituidos son más difíciles. Ayude a los estudiantes a familiarizarse más con el reconocimiento de la multiplicidad de átomos de hidrógeno en estos sistemas mediante mucha práctica.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *