7.13: Diamagnetische Abschirmung von Kernen: Lokaler diamagnetischer Strom

Ein angelegtes Magnetfeld bewirkt, dass die im Molekül vorhandenen Elektronen zirkulieren und einen lokalen diamagnetischen Strom innerhalb des Moleküls erzeugen. Der lokale diamagnetische Strom, der aus zirkulierenden Sigma-bindenden Elektronen entsteht, induziert ein Magnetfeld Blocal, das dem angelegten Magnetfeld B0 entgegenwirkt. Das effektive Magnetfeld, dem diese Kerne ausgesetzt sind, ergibt sich aus der Differenz zwischen dem angelegten und dem lokalen Magnetfeld in einem Phänomen, das als lokale diamagnetische Abschirmung bezeichnet wird. Im Wesentlichen nimmt Blocal mit der die Kerne umgebenden Elektronendichte zu, was zu einer erhöhten Abschirmung und einem geringeren Beffektiv führt. Da die Elektronendichte innerhalb eines Moleküls variiert, sind Kerne im selben Molekül unterschiedlich stark abgeschirmt und erfahren unterschiedliche effektive Felder. Ein Kern in einer elektronendichten Umgebung ist gut vom angelegten Magnetfeld abgeschirmt und erfährt ein geringeres Beffektiv. Folglich ist die Energie, die zum Umdrehen seines Spins erforderlich ist, geringer als die, die für einen schlecht abgeschirmten Kern in elektronenarmer Umgebung erforderlich ist. Daher treten abgeschirmte Kerne eher bei niedrigeren Frequenzen in Resonanz als nicht abgeschirmte Kerne. Die Resonanzfrequenzen werden in das NMR-Spektrum eingezeichnet und machen diese Spektren empfindlich für die diamagnetische Abschirmung. 

In einem Molekül bewirkt ein angelegtes Magnetfeld B₀, dass die Elektronendichte, die die Kerne umgibt, zirkuliert und ein lokaler diamagnetischer Strom entsteht, der ein lokales Magnetfeld B_lokal induziert, das B₀ entgegengesetzt ist.

Das effektive Magnetfeld, das diese Kerne erfahren, B_effektiv, entspricht also B₀ minus B_lokal, in einem Phänomen, das als lokale diamagnetische Abschirmung bezeichnet wird.

Im Wesentlichen nimmt die _lokale B-Dichte mit der Elektronendichte zu, die die Kerne umgibt, was zu einer erhöhten Abschirmung und einer geringeren _{B-Wirksamkeit} führt.

Da die Elektronendichten innerhalb eines Moleküls variieren, ist jeder Kern unterschiedlich stark abgeschirmt und erfährt ein anderes Wirkfeld.

Ein Kern in einer elektronendichten Umgebung ist gut gegen das angelegte Magnetfeld abgeschirmt und erfährt einen niedrigeren _B-Effekt

Die Energie, die erforderlich ist, um seinen Spin umzukehren, ist also geringer als die Energie, die für einen schlecht abgeschirmten Kern in einer elektronenarmen Umgebung erforderlich ist.

Infolgedessen haben abgeschirmte Kerne niedrigere Absorptionsfrequenzen als abgeschirmte Kerne.