Der Hauptunterschied zwischen skalarer und dipolarer Kopplung besteht darin, dass die skalare Kopplung unabhängig von der molekularen Orientierung ist, während die dipolare Kopplung von der Orientierung des Dipol-Dipol-Vektors abhängt.
Skalare Kopplung, J-Kopplung und dipolare Kopplung sind bei der Aufsp altung miteinander verwandt, unterscheiden sich jedoch je nach molekularer Orientierung und Werteskala. Die skalare Kopplung kann als der isotrope Teil der Kopplung beschrieben werden, der unabhängig von der molekularen Orientierung ist. Die dipolare Kopplung kann als eine Art der Kopplung beschrieben werden, die von der Orientierung des Dipol-Dipol-Vektors abhängig ist.
Was ist Skalarkopplung?
Skalare Kopplung ist der isotrope Teil der Kopplung, der unabhängig von der molekularen Orientierung ist. Sie ist auch als J-Kopplung bekannt und tritt zwischen Kernen auf, die durch chemische Bindungen verbunden sind. Diese Art der Kopplung kann die Aufsp altung der Spektrallinien für beide gekoppelten Spins um einen Betrag J oder die Kopplungskonstante bewirken.
Abbildung 01: Ein NMR-Skalarkopplungsbaum
Im Gegensatz zu Dipolwechselwirkungen wird die skalare Kopplung über Bindungen vermittelt. Dipol-Wechselwirkungen/Kopplung wird durch den Raum vermittelt. Typischerweise ist die J-Kopplung im Vergleich zur Zeeman-Wechselwirkung eine schwache Wechselwirkung. Im Allgemeinen können wir diese Art der Kopplung in beiden Kombinationen mit chemischen Verschiebungen zur Ableitung der Konnektivität durch Bindungen in kleinen Molekülen und Proteinen verwenden. Außerdem reichen die J-Kopplungswerte gewöhnlich von 0,1 Hz in organischen Verbindungen bis in den 1-kHz-Bereich in Übergangsmetallkomplexen. Daher liegt die Skala der skalaren Kopplung bei einigen zehn Hertz (Hz). Darüber hinaus kann die skalare Kopplung in ihrer Größe abnehmen, wenn mehr Bindungen zwischen den gekoppelten Kernen bestehen. Außerdem sind skalare Kopplungen entweder homonuclear oder heteronuclear.
Was ist dipolare Kopplung?
Dipolare Kopplung kann als eine Art der Kopplung beschrieben werden, die von der Orientierung des Dipol-Dipol-Vektors abhängig ist. Diese Art der Kopplung führt ähnlich wie skalare Kopplungen zu einer Aufsp altung von Linien in einem NMR-Spektrum.
Abbildung 2: Simulation eines dipolaren Kopplungspulvermusters in einem heteronuklearen Zweispinsystem
Im Gegensatz zur skalaren Kopplung wird die dipolare Kopplung jedoch durch den Raum vermittelt, da die skalare Kopplung durch Bindungen vermittelt wird. Außerdem liegen die Werte dipolarer Kopplungen typischerweise im Bereich von Kilohertz.
Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen skalarer und dipolarer Kopplung?
- Skalare und dipolare Kopplungsmechanismen ergeben eine ähnliche Aufsp altung.
- Beide Werte werden in Hertz gemessen.
Was ist der Unterschied zwischen skalarer und dipolarer Kopplung?
Der Hauptunterschied zwischen skalarer und dipolarer Kopplung besteht darin, dass die skalare Kopplung unabhängig von der molekularen Orientierung ist, während die dipolare Kopplung von der Orientierung des Dipol-Dipol-Vektors abhängt. Skalare Kopplungswerte reichen üblicherweise von 0,1 Hz in organischen Verbindungen bis in den 1-kHz-Bereich in Übergangsmetallkomplexen, während die Werte dipolarer Kopplungen typischerweise im Bereich von Kilohertz liegen.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen skalarer und dipolarer Kopplung in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Skalare vs. dipolare Kopplung
Skalare Kopplung, J-Kopplung und dipolare Kopplung sind bei der Aufsp altung miteinander verwandt, unterscheiden sich jedoch je nach molekularer Orientierung und Werteskala. Der Hauptunterschied zwischen skalarer und dipolarer Kopplung besteht darin, dass die skalare Kopplung unabhängig von der molekularen Orientierung ist, während die dipolare Kopplung von der Orientierung des Dipol-Dipol-Vektors abhängt.
