Existen muchos núcleos distintos que pueden ser observados por espectroscopía de RMN: ¹H (protones), ¹³C (carbono 13), ¹⁵N (nitrógeno 15), ¹⁹F (fluor 19) y muchos otros. ¹H y ¹³C son los más usados. A continuación voy a describir ¹H porque es el más representativo de la espectroscopía de RMN.

Todos los núcleos tienen carga positiva y se encuentran girando como un trompo. Sabemos por la física, que una carga en movimiento genera un campo magnético. En RMN, el bombardeo del núcleo con radiación de radiofrecuencia, causa que tanto el núcleo como su campo magnético cambien de posición (o bien, hace resonar el magneto -o imán- nuclear, de ahí el nombre RMN). En el espectrómetro de RMN hay una bobina de alambre que rodea la muestra. También sabemos por física que un imán moviéndose en una bobina de alambre hace que fluya una carga a través del alambre. De modo que cuando el campo magnético del núcleo cambia de posición, genera una corriente en el alambre capaz de ser detectada por la computadora. Debajo, usted puede ver una animación de este proceso.

La información que sale del espectrómetro tiene la siguiente apariencia... .

El patrón que vemos se denomina Atenuación por Inducción Libre, o del inglés, FID. Se ve así porque cuando los núcleos son pulsados, los giros de núcleos similares se agrupan y luego del pulso, se separan lentamente, atenuándose. Esto es lo que se ve en la FID. Luego que la FID es transformada, se ve algo así...

Antes de que pueda determinarse qué picos corresponden a núcleos específicos, debe fijarse la escala de corrimientos químicos en el espectro. Corrimiento químico es un elegante nombre científico que se le da a la posición de un pico en el espectro. Para fijar la escala en el espectro, se necesita un standard. Este standard es a menudo tetrametilsilano, o TMS. Usted puede ver su estructura a la izquierda. Se emplea el TMS porque es la molécula más apantallada que existe y sus protones son equivalentes. Por lo tanto, debería verse como un solo pico, que puede fijar el punto 0 en el espectro. Ese es el pico que usted observa arriba en 0.

Lo primero que debería apreciar cuando observa el espectro, es que no solamente hay unos pocos picos, sino más bien que hay picos simples, otros dobles e incluso grupos de picos más grandes. Estos grupos de picos se deben a un tipo de núcleos, no tantos como podría suponerse. La razón por la que exista un grupo de picos en lugar de uno solo, es que los hidrógenos de un carbono se encuentran acoplados a, o influenciados por los campos magnéticos de los hidrógenos de los núcleos adyacentes. Este acoplamiento "separa" la señal en los picos múltiples que se ven en el espectro. Esta separación sigue una regla que es conocida como "N más uno", es decir, el número de picos que se ven para cada tipo de hidrógeno es igual al número de hidrógenos en el núcleo adyacente (N) más uno. Por ejemplo, el espectro de arriba es del alcohol etílico, cuya estructura es H₃C-CH₂-OH. El pico entre 1 y 2 corresponde a los hidrógenos del grupo CH₃. Dicho pico está separado a su vez en tres picos, por los hidrógenos del grupo CH₂ (2+1=3). El pico entre 3 y 4 es el correspondiente a los hidrógenos del grupo CH₂. El mismo está separado en cuatro picos por los hidrógenos del grupo CH₃ (3+1=4).

Debajo hay una tabla de algunos de los muchos corrimientos químicos posibles en ¹H NMR (dados en partes por millón, o ppm) y los protones asociados a dichos corrimientos, que están resaltados en rojo.

protón	corrimiento químico (ppm)
etano (H3C-CH3)	1.25
propano (H3C-CH2-CH3)	1.17
ciclopropano (C3H6)	0.22
ciclopentano (C5H10)	1.40
ciclohexano (C6H12)	1.35
tolueno (H3C-C6H5)	2.87
estireno (H2C=CH-C6H5)	5.09
estireno (H2C=CH-C6H5)	6.68
Aromáticos	orto	meta	para
benceno (C6H6)	7.54	7.54	7.54
tolueno (H3C-C6H5)	7.16	7.16	7.16
estireno (H2C=CH-C6H5)	7.24	7.24	7.24
bromobenceno (Br-C6H5)	7.49	7.14	7.24
fenol (HO-C6H5)	6.77	7.13	6.87

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