La descrizione degli spettri protonici NMR finora è stata notevolmente semplificata in quanto tutti i segnali, ad eccezione di quelli derivati dall'anello benzenico del benzilacetato, sono stati singoletti. La struttura del composto organico etilbenzene e il corrispondente spettro protonico sono illustrati rispettivamente nella figura dell'etilbenzene e nella figura dello spettro dell'etilbenzene. Come prima, i protoni sono stati denominati secondo tre gruppi distinti corrispondenti ai tre intorni atomici di base.

La differenza più evidente tra i segnali di questo spettro e quelli del benzilacetato è lo splitting in  multipletti. Il segnale emesso dai protoni CH₃ è un  tripletto e il segnale emesso dai protoni CH₂ è un  quartetto. Si noti inoltre che le posizioni dei segnali non coincidono. I protoni CH₃ nel benzilacetato emettono un segnale a 1,85 ppm, mentre i corrispondenti protoni CH₃ nell'etilbenzene emettono il segnale tripletto a 1,25 ppm. Ciò non sorprende, perché i due gruppi CH₃ si trovano in diversi intorni chimici.

La causa dello splitting in un multipletto è dovuta a un effetto noto come accoppiamento spin-spin. Un'esauriente spiegazione di questo effetto va oltre lo scopo di questo manuale e il lettore dovrebbe consultare un testo NMR standard per i dettagli. Per il nostro scopo, è sufficiente una breve descrizione dell'accoppiamento spin-spin.

Lo splitting dei segnali NMR nella figura dell'etilbenzene deriva da un'interazione magnetica tra protoni vicini. I due protoni H_f sono magneticamente equivalenti e non interagiscono tra loro. Allo stesso modo, i tre protoni H_e sono magneticamente equivalenti e non hanno alcun effetto reciproco. Tuttavia, i due protoni H_f e i tre protoni He sono posti in intorni locali diversi e sono "accoppiati" tra loro tramite i loro elettroni di legame. Il risultato netto di questo accoppiamento è che i due gruppi di protoni interagiscono tra loro e causano lo splitting dei segnali NMR.

I due protoni H_f possono combinarsi per esistere in tre possibili stati magnetici (questo è il risultato dell'orientazione degli spin, da cui il termine accoppiamento spin-spin). Come risultato dell'accoppiamento, i segnali NMR emessi dai protoni H_e risuonano a tre frequenze possibili e si osserva un tripletto.

Allo stesso modo, l'effetto dei protoni He è quello di separare i segnali H_f. I tre protoni He possono combinarsi per esistere in quattro possibili stati magnetici. Di conseguenza, i protoni H_f risuonano a quattro frequenze possibili, quindi il segnale viene suddiviso in un quartetto.

Anche i segnali dei protoni del benzene sono stati separati a causa della non equivalenza magnetica e del conseguente accoppiamento spin-spin. A questo punto sorge la domanda perché i protoni CH₂ e CH₃ dell'etilbenzene interagiscono tra loro mentre i due analoghi gruppi di protoni del benzilacetato non interagiscono. La risposta risiede nel numero di legami che separano i due gruppi. Nell'etilbenzene i due gruppi protonici sono legati ad atomi di carbonio adiacenti e ci si può aspettare che interagiscano a sufficienza tra loro. Tuttavia, nel benzilacetato i due atomi di carbonio C_c e C_b sono connessi mediante due ulteriori legami con l'ossigeno e con un altro atomo di carbonio. Di conseguenza, i gruppi protonici sono troppo distanti tra loro per mostrare un accoppiamento spin-spin significativo.