Hasta ahora la descripción del espectro de RMN de protón ha sido muy sencilla debido a que todas las señales, con excepción de las del anillo del benceno en el acetato de bencilo, han sido singletes. La estructura del compuesto orgánico etilbenceno y el espectro de protón correspondiente se muestra en las siguientes dos figuras,, respectivamente. Igual que antes, los protones se han etiquetado como tres grupos distintos correspondiendo a tres entornos atómicos básicos diferentes.

La diferencia más obvia entre las señales de este espectro y las del espectro del acetato de bencilo es la división en multipletes  de las señales. La señal emitida por los protones del CH₃ es un triplete  y la señal de los protones del CH₂ es un cuadruplete . Observe también que las posiciones de las señales no coinciden. Los protones del CH₃ en el acetato de bencilo emiten una señal a 1.85 ppm, mientras que los protones del CH₃ en el etilbenceno emiten un triplete a 1.25 ppm. Esto no es sorprendente, ya que los dos grupos CH₃ tienen entornos químicos diferentes.

El origen de la división en multiplete se debe a un efecto conocido como acoplamiento espín-espín. Una explicación completa de este efecto está fuera del alcance de este manual, y para más detalles recomendamos al lector la consulta de un texto estándar de RMN. Para nuestro propósito una breve introducción del acoplamiento espín-espín debería ser suficiente.

La división de las señales de RMN observada en el espectro del etilbenceno se debe a una interacción magnética entre protones vecinos. Los dos protones H_f son magnéticamente equivalentes y no interaccionan entre sí. Del mismo modo, los tres protones He son magnéticamente equivalentes y no influyen entre ellos. Sin embargo, los dos protones H_f y los tres protones He tienen un entorno local diferente y, se “acoplan” unos con otros mediante sus electrones de enlace. El resultado neto de este acoplamiento es que los dos grupos de protones interaccionan entre sí provocando la división de las señales de RMN.

Los dos protones H_f pueden combinarse para existir en tres estados magnéticos distintos (como resultado de la orientación de los espines y de ahí el término acoplamiento espín-espín). Como consecuencia del acoplamiento, las señales de RMN emitidas por los protones He resuenan a las tres frecuencias posibles y se observa un triplete.

Asimismo, las señales de H_f se dividen debido al efecto de los protones H_e. Los tres protones H_e pueden combinarse para existir en cuatro estados magnéticos posibles. Consecuentemente los protones H_f resonarán a las cuatro frecuencias posibles, de modo que la señal se divide en un cuadruplete.

También las señales de los protones del benceno se han divido debido a su no equivalencia magnética y el resultante acoplamiento espín-espín. La pregunta que surge es porqué los protones del CH₂ y del CH₃ del etilbenceno interaccionan entre sí mientras que los dos grupos de protones equivalentes en el acetato de bencilo no lo hacen. La respuesta está en el número de enlaces que separan los dos grupos. En el etilbenceno los dos grupos de protones están unidos a átomos de carbono adyacentes y por lo tanto se puede esperar que la interacción entre ellos sea suficiente. Sin embargo, en el acetato de bencilo, los dos átomos de carbono C_c y C_b están conectados a través de enlaces adicionales con un átomo de oxígeno, y otro átomo. Como consecuencia, los grupos de protones están demasiado lejos entre si para manifestar un acoplamiento espín-espín significativo.