Les états quantiques magnétiques de spin :

Pour une particule ou un noyau placé dans un champ magnétique, les états de spin sont quantifiés, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent prendre qu'un nombre précis de valeurs qui sont définies par un nombre quantique magnétique de spin ms.
Les valeurs possibles du nombre quantique magnétique de spin d'une particule ou d'un noyau de spin égal à I sont

ms = -I, -I+1,... 0, ..., I-1, I.

Le nombre d'états stationnaires distincts est donc égal à 2*I+1.

Pour un noyau dépourvu de spin, donc I=0, tels que 12C et 16O, il n'y a qu'un seul état stationnaire possible. Dans ce cas, la R.M.N. n'est pas applicable.

Pour les particules et noyaux de spin I=1/2, tels que l'électron, le proton 1H, les noyaux 13C, 19F ou 31P, il y a deux états stationnaires possibles qui correspondent aux deux valeurs du nombre quantique magnétique de spin ms=+1/2 et ms=-1/2. C'est la situation idéale pour l'étude en R.M.N.

Pour les noyaux de spin I=1, tels que celui du deutérium 2H ou le lithium 6Li,les valeurs possibles de ms sont -1, 0 et +1. Il y a donc trois états stationnaires distincts. Et ainsi de suite...

Ainsi, pour les deux noyaux fondamentaux de la chimie organique, 12C, 16O, faute de spin nucléaire (I=0), nous ne pourrons observer de phénomène de RMN. Ces deux atomes ont cependant des isotopes naturels ayant un spin nucléaire non nul
- le 13C de spin 1/2 est peu abondant dans la nature mais il offre des signaux RMN de qualité comparable à ceux de la RMN du proton 1H,
- le 17O de spin 5/2 moins abondant que le 13C dont l'observation conduit à des raies spectrales très larges et peu exploitables.

Cliquez sur tableau périodique pour obtenir les valeurs des spins des différents noyaux ainsi que les spins de leurs différents isotopes. Seuls les isotopes ayant un spin nucléaire non nul sont indiqués.