Põhiline erinevus skalaarse ja dipolaarse sidestuse vahel on see, et skalaarne sidestus ei sõltu molekulaarsest orientatsioonist, samas kui dipolaarne sidestus sõltub dipool-dipool vektori orientatsioonist.
Skalaarne sidestus, J-sidus ja dipolaarne sidestus on üksteisega seotud jagamisel, kuid erinevad üksteisest vastav alt molekulaarsele orientatsioonile ja väärtuste skaalale. Skalaarset sidestust võib kirjeldada kui sidestuse isotroopset osa, mis ei sõltu molekulaarsest orientatsioonist. Dipolaarset sidestust võib kirjeldada kui sidestuse tüüpi, mis sõltub dipool-dipoolvektori orientatsioonist.
Mis on skalaarsidestus?
Skalaarne sidestus on sidestuse isotroopne osa, mis ei sõltu molekulaarsest orientatsioonist. Seda tuntakse ka kui J-sidumist ja see toimub keemiliste sidemetega seotud tuumade vahel. Seda tüüpi sidestus võib põhjustada mõlema ühendatud spinni spektrijoonte lõhenemist summa J või sidestuskonstandi võrra.
Joonis 01: NMR-i skalaarne sidestuspuu
Vastupidiselt dipoolide vastastikmõjudele vahendatakse skalaarset sidet sidemete kaudu. Dipooli interaktsioone/sidumist vahendatakse ruumi kaudu. Tavaliselt on J-sidustamine Zeemani interaktsiooniga võrreldes nõrk interaktsioon. Üldiselt saame seda tüüpi sidumist kasutada mõlemas kombinatsioonis keemiliste nihketega väikeste molekulide ja valkude läbiva sideme ühenduvuse mahaarvamiseks. Lisaks on J sidestusväärtused tavaliselt vahemikus 0, 1 Hz orgaanilistes ühendites kuni 1 kHz vahemikku siirdemetallide kompleksides. Seetõttu on skalaarse sidestuse skaala kümnetes hertsides (Hz). Veelgi enam, skalaarne sidestus võib väheneda, kui sidestatud tuumade vahel on rohkem sidemeid. Pealegi on skalaarsidemed kas homo- või heterotuumalised.
Mis on dipolaarne ühendus?
Dipolaarset sidestust võib kirjeldada kui sidestuse tüüpi, mis sõltub dipool-dipoolvektori orientatsioonist. Seda tüüpi sidestus põhjustab NMR-spektri joonte lõhenemist sarnaselt skalaarsidestusega.
Joonis 2: Dipolaarse sidestuspulbermustri simuleerimine heteronukleaarses kahe spininguga süsteemis
Samas, erinev alt skalaarsest sidestusest, vahendatakse dipolaarset sidet ruumi kaudu, kuna skalaarne side on vahendatud sidemete kaudu. Lisaks on dipolaarsete ühenduste väärtused tavaliselt kilohertsides.
Millised on skalaarse ja dipolaarse sidestuse sarnasused?
- Skalaarsed ja dipolaarsed sidestusmehhanismid annavad sarnase jaotuse.
- Mõlemat väärtust mõõdetakse hertsides.
Mis vahe on skalaarsel ja dipolaarsel sidumisel?
Skalaarse ja dipolaarse sidestuse põhierinevus seisneb selles, et skalaarne sidestus ei sõltu molekulaarsest orientatsioonist, samas kui dipolaarne sidestus sõltub dipool-dipool vektori orientatsioonist. Skalaarse sidestuse väärtused jäävad tavaliselt vahemikku 0,1 Hz orgaanilistes ühendites kuni 1 kHz vahemikku siirdemetallikompleksides, samas kui dipolaarsete sidemete väärtused jäävad tavaliselt vahemikku kiloHertsid.
Allpool olev infograafik esitab erinevused skalaarse ja dipolaarse sidestuse vahel tabelina, et neid kõrvuti võrrelda.
Kokkuvõte – skalaar vs dipolaarne ühendus
Skalaarne sidestus, J-sidus ja dipolaarne sidestus on üksteisega seotud jagamisel, kuid erinevad üksteisest vastav alt molekulaarsele orientatsioonile ja väärtuste skaalale. Peamine erinevus skalaarse ja dipolaarse sidestuse vahel on see, et skalaarne sidestus ei sõltu molekulaarsest orientatsioonist, samas kui dipolaarne sidestus sõltub dipool-dipool vektori orientatsioonist.
