Η βασική διαφορά μεταξύ της κλιμακωτής και της διπολικής σύζευξης είναι ότι η κλιμακωτή σύζευξη είναι ανεξάρτητη από τον μοριακό προσανατολισμό, ενώ η διπολική σύζευξη εξαρτάται από τον προσανατολισμό του διανύσματος διπόλου-διπόλου.
Η βαθμιδωτή σύζευξη, η σύζευξη J και η διπολική σύζευξη σχετίζονται μεταξύ τους στη διάσπαση, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με τον μοριακό προσανατολισμό και την κλίμακα των τιμών. Η κλιμακωτή σύζευξη μπορεί να περιγραφεί ως το ισότροπο τμήμα της σύζευξης που είναι ανεξάρτητο από τον μοριακό προσανατολισμό. Η διπολική σύζευξη μπορεί να περιγραφεί ως ένας τύπος σύζευξης που εξαρτάται από τον προσανατολισμό του φορέα διπόλου-διπόλου.
Τι είναι η βαθμιδωτή σύζευξη;
Η βαθμιδωτή σύζευξη είναι το ισότροπο τμήμα της σύζευξης που είναι ανεξάρτητο από τον μοριακό προσανατολισμό. Είναι επίσης γνωστή ως σύζευξη J και εμφανίζεται μεταξύ πυρήνων που συνδέονται με χημικούς δεσμούς. Αυτός ο τύπος ζεύξης μπορεί να προκαλέσει τη διάσπαση των φασματικών γραμμών και για τα δύο συζευγμένα σπιν κατά ένα ποσό J ή τη σταθερά σύζευξης.
Εικόνα 01: Ένα βαθμωτό δέντρο σύζευξης NMR
Σε αντίθεση με τις διπολικές αλληλεπιδράσεις, η βαθμωτή σύζευξη μεσολαβείται μέσω δεσμών. Οι αλληλεπιδράσεις/σύζευξη των διπόλων διαμεσολαβούνται μέσω του χώρου. Τυπικά, η σύζευξη J είναι μια αδύναμη αλληλεπίδραση σε σύγκριση με την αλληλεπίδραση Zeeman. Γενικά, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο σύζευξης και στους δύο συνδυασμούς με χημικές μετατοπίσεις για την αφαίρεση της συνδεσιμότητας μέσω δεσμού σε μικρά μόρια και πρωτεΐνες. Περαιτέρω, οι τιμές σύζευξης J κυμαίνονται συνήθως από 0,1 Hz σε οργανικές ενώσεις έως το εύρος 1 kHz σε σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης. Επομένως, η κλίμακα της βαθμωτής σύζευξης είναι σε δεκάδες Hertz (Hz). Επιπλέον, η βαθμωτή σύζευξη μπορεί να μειωθεί σε μέγεθος όταν υπάρχουν περισσότεροι δεσμοί μεταξύ των συζευγμένων πυρήνων. Εξάλλου, οι βαθμωτοί σύνδεσμοι είναι είτε ομοπυρηνικοί είτε ετεροπυρηνικοί.
Τι είναι η Διπολική Ζεύξη;
Η διπολική σύζευξη μπορεί να περιγραφεί ως ένας τύπος σύζευξης που εξαρτάται από τον προσανατολισμό του διανύσματος διπόλου-διπόλου. Αυτός ο τύπος σύζευξης οδηγεί σε διάσπαση γραμμών σε ένα φάσμα NMR με παρόμοιο τρόπο με τις βαθμωτές ζεύξεις.
Εικόνα 2: Προσομοίωση ενός σχεδίου σκόνης διπολικής σύζευξης σε ένα ετεροπυρηνικό σύστημα δύο περιστροφών
Ωστόσο, σε αντίθεση με τη βαθμωτή σύζευξη, η διπολική σύζευξη μεσολαβείται μέσω του χώρου, επειδή η βαθμωτή σύζευξη μεσολαβείται μέσω δεσμών. Επιπλέον, οι τιμές των διπολικών συζεύξεων είναι συνήθως στην περιοχή των kiloHertz.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της βαθμωτής και της διπολικής σύζευξης;
- Οι βαθμωτοί και διπολικοί μηχανισμοί σύζευξης δίνουν παρόμοια διάσπαση.
- Και οι δύο τιμές μετρώνται σε Hertz.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της βαθμωτής και της διπολικής σύζευξης;
Η βασική διαφορά μεταξύ της κλιμακωτής και της διπολικής σύζευξης είναι ότι η κλιμακωτή σύζευξη είναι ανεξάρτητη από τον μοριακό προσανατολισμό, ενώ η διπολική σύζευξη εξαρτάται από τον προσανατολισμό του διανύσματος διπόλου-διπόλου. Οι βαθμωτές τιμές σύζευξης κυμαίνονται συνήθως από 0,1 Hz σε οργανικές ενώσεις έως το εύρος 1 kHz σε σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης, ενώ οι τιμές των διπολικών συζεύξεων είναι τυπικά στην περιοχή των kiloHertz.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ της βαθμωτής και της διπολικής σύζευξης σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Scalar vs Dipolar Coupling
Η βαθμιδωτή σύζευξη, η σύζευξη J και η διπολική σύζευξη σχετίζονται μεταξύ τους στη διάσπαση, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με τον μοριακό προσανατολισμό και την κλίμακα των τιμών. Η βασική διαφορά μεταξύ της κλιμακωτής και της διπολικής σύζευξης είναι ότι η κλιμακωτή σύζευξη είναι ανεξάρτητη από τον μοριακό προσανατολισμό, ενώ η διπολική σύζευξη εξαρτάται από τον προσανατολισμό του διανύσματος διπόλου-διπόλου.
