20.2 : Espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR): radicales orgánicos

Idealmente, un electrón desapareado muestra un único pico en el espectro EPR debido a la transición entre los dos estados de energía de espín. Sin embargo, pueden ocurrir interacciones de acoplamiento entre los espines del electrón desapareado y cualquier núcleo vecino con espín activo. Este acoplamiento hiperfino da como resultado una división hiperfina, donde la señal EPR se divide en multipletes. Las señales se dividen en 2nI + 1 picos, donde n es el número de núcleos equivalentes e I es el espín nuclear. Estos patrones de división proporcionan información valiosa sobre el radical. En un radical metilo, por ejemplo, el espín del electrón está acoplado con los tres núcleos de hidrógeno activos en espín. El espectro EPR muestra cuatro picos (cuarteto) con intensidades de pico relativas en una proporción de 1:3:3:1.

En el caso del radical 1,4-benzosemiquinona, el electrón desapareado se deslocaliza sobre el anillo y los átomos de oxígeno, haciendo que todos los protones sean equivalentes. El electrón se acopla con los cuatro protones equivalentes, dividiendo la señal en cinco picos con intensidades de pico relativas en la proporción de 1:4:6:4:1. La distancia entre los picos es la constante de acoplamiento hiperfina, que se mide en unidades gauss o militesla. La magnitud de la constante de acoplamiento indica la geometría de varios radicales.