Opis widm protonowych NMR był do tej pory znacznie uproszczony dzięki temu, że wszystkie sygnały, z wyjątkiem pochodzących od pierścienia benzenowego w octanie benzylu, były singletami. Strukturę związku organicznego etylobenzenu oraz odpowiadające mu widmo protonowe podano odpowiednio na rysunkach przedstawiających etylobenzen i widmo etylobenzenu. Podobnie jak wcześniej protony oznaczono jako trzy odrębne grupy odpowiadające trzem podstawowym otoczeniom atomowym.

Najbardziej oczywistą różnicą między sygnałami występującymi w tym widmie i w widmie octanu benzylu jest rozszczepienie na  multiplety. Sygnał emitowany przez protony grupy CH3 jest  tripletem, zaś sygnał protonów grupy CH₂ stanowi  kwartet. Należy ponadto zauważyć, że położenia sygnałów nie nakładają się. Protony grupy CH₃ w octanie benzylu emitują sygnał przy 1,85 ppm, zaś odpowiednie protony grupy CH₃ w etylobenzenie emitują sygnał tripletowy przy 1,25 ppm. Jest to zgodne z oczekiwaniami, ponieważ dwie grupy CH₃ znajdują się w różnych otoczeniach chemicznych.

Przyczyna rozszczepienia multipletu wynika ze zjawiska noszącego nazwę sprzężenia spinowo-spinowego. Pełen opis tego zjawiska wykracza poza zakres niniejszej instrukcji; użytkownik może zapoznać się z nim w standardowych podręcznikach NMR. Na potrzeby niniejszej instrukcji wystarcza krótki opis sprzężenia spinowo-spinowego.

Rozszczepienie sygnałów NMR na rysunku przedstawiającym etylobenzen wynika z oddziaływania magnetycznego między sąsiednimi protonami. Dwa protony H_f są magnetycznie równoważne i nie oddziałują ze sobą. Podobnie trzy protony H_e są magnetycznie równoważne i także nie wpływają wzajemnie na siebie. Jednak dwa protony H_f i trzy protony H_e pozostają w odmiennych otoczeniach lokalnych, dlatego poprzez elektrony wiążące są ze sobą sprzężone. Wynik wypadkowy tego sprzężenia jest następujący: dwie grupy protonów oddziałują ze sobą i powodują rozszczepienie sygnałów NMR.

Dwa protony H_f mogą w sumie występować w trzech możliwych stanach magnetycznych (wynika to z orientacji spinów, stąd nazwa sprzężenie spinowo-spinowe). W wyniku sprzężenia sygnały NMR emitowane przez protony H_e rezonują przy trzech możliwych częstotliwościach, przez co obserwuje się triplet.

Podobnie działanie protonów H_e powoduje rozszczepienie sygnałów H_f. Trzy protony H_e mogą w sumie występować w czterech możliwych stanach magnetycznych. W związku z tym protony H_f rezonują przy czterech możliwych częstotliwościach, dlatego sygnał zostaje rozszczepiony na kwartet.

Sygnały protonów w benzenie także ulegają rozszczepieniu w wyniku braku równoważności magnetycznej i wynikającego z niego sprzężenia spinowo-spinowego. Powstaje pytanie, dlaczego protony CH₂ i CH₃ w etylobenzenie oddziałują ze sobą, zaś dwie porównywalne grupy protonów w octanie benzylu nie oddziałują. Wynika to z liczby wiązań oddzielających obie grupy. W przypadku etylobenzenu obie grupy protonów są przyłączone do sąsiednich atomów węgla i można oczekiwać ich wystarczającego oddziaływania ze sobą. Z kolei w przypadku octanu benzylu oba atomy węgla C_c i C_b są połączone poprzez dwa dodatkowe wiązania między atomem tlenu a kolejnym atomem węgla. W wyniku tego grupy protonów znajdują się w zbyt dużej odległości od siebie, aby wystąpiło większe sprzężenie spinowo-spinowe.