La resonancia magnética nuclear (RMN) utiliza campos magnéticos y ondas de radio para determinar la estructura de las moléculas. Es una de las técnicas analíticas más potentes en química. Se desarrolló en la década de 1940 y fue galardonada con el Premio Nobel de Física en 1952 y el de Química en 1991 y 2002. Es la base de la resonancia magnética (RM), que permite obtener imágenes del cuerpo humano.

Esta técnica funciona porque ciertos núcleos atómicos, como el hidrógeno-1 y el carbono-13, poseen un espín magnético. En un campo magnético intenso, los espines se alinean con el campo o en su dirección opuesta. Las ondas de radio con la frecuencia adecuada invierten la orientación de los espines. La frecuencia depende del entorno químico del núcleo. Los electrones protegen el núcleo del campo magnético, y esta protección depende de los átomos cercanos. El resultado es un espectro de picos a diferentes frecuencias, que revela la estructura de la molécula.

La RMN permite determinar la conectividad de los átomos, la estereoquímica de las moléculas y la dinámica del movimiento molecular. Permite estudiar proteínas en disolución, monitorizar reacciones químicas en tiempo real y analizar mezclas sin necesidad de separación. Es una técnica no destructiva que requiere solo una pequeña muestra.

Los instrumentos son costosos y requieren instalaciones especializadas. Un espectrómetro de RMN de alto campo puede costar millones de dólares y necesita un imán superconductor refrigerado con helio líquido. Pero para la determinación estructural, no hay nada que se le compare.