תמ"ג ליתיום (Li)

ליתיום יש שני גרעינים שימושיים. ⁶Li יש ספין אחד. ספינים של יותר מ ½ הם ארבע קוטביים אבל ⁶Li יש מומנט ארבע קוטבי נמוכה ונותן סיגנלים חדים אבל יש רגישות נמוכה. מצד שני, ⁷Li היא רגישה מאוד, אבל יש מומנט ארבע קוטבי גבוה יותר כך שהסיגנלים רחבים יותר. גרעינים שניהם בעלי טווח בינוני של היסט כימי. כל סוג של סיגנל יש תחום מאפיין של היסט כימי (תרשים 1) אשר זהה עבור שני גרעינים.

תרשים 1. היסטים כימיים של ליתיום בהתאם לסביבתם הכימית

⁶ליתיום

תמ"ג ⁶Li פחות רגיש מ-⁷Li אפילו כאשר מועשר.

תרשים 2. ספקטרום תמ"ג ⁶Li של LiCl (1M) ב-D₂O בשכיחות הטבעית

עם זאת, ⁶Li נותן סיגנלים הרבה יותר חדים מ-⁷Li, במיוחד בסביבות אסימטריות. כתוצאה מכך, ניתן לצפות צימוד דרך שני קשרים ביון ¹H ל-⁶Li ו-¹³C-⁶Li בסדר גודל של הרץ אחד במולקולות עם קשרים קוולנטית. ⁶Li נוטה לתת זמני רלקסציה T₁ כך שצריכים להמתין 5 עד 10 שניות לפני האיסוף בדרך כלל. הספקטרום (תרשים 3) מראה מספר גדול של סיגנלים הנובעים מתרכובת סופרהמולקולרית. סיגנלים מסוימים מאוד חדים עם רוחב הקו של הרץ אחד. עם זאת, הרגישות היא מוגבלת אף שהדוגמה הייתה מועשרת ב-⁶Li.

תרשים 3. ספקטרום תמ"ג ⁶Li של Me₅C₆₀^5-/Cor^4-/9Li⁺ שמראה סגנלים בשלושה תחומים נפרדים

(ראה I. Aprahamian, et al., J. Am. Chem. Soc., 127, 9581-7 (2005))

תכונות גרעין ה-⁶Li

(הסברים נוספים)

⁷ליתיום

תמ"ג ⁷Li (תרשים 4) הוא רגיש יותר מ-⁶Li ונותן סיגנלים רחבים יותר בגלל מומנט הארבע-קוטב הגבוה יותר שלו. ההרחבת אינו בולט מאוד עבור יוני ליתיום מימיות כי הם קטנים מאוד וסימטריים.

תרשים 4. ספקטרום תמ"ג ⁷Li של LiCl ב-D₂O

עם זאת, עבור מערכות אורגנומתכתית עם ליתיום קשור בתוך המולקולה, שיש לו זמן רלקשציה קצר, בדרך כלל כ-0.2 שניות. במערכות קוולנטיות וקשורות-π מאפשרות זמן חזרה מהר סיגנל גבוה ביחס לרעש. צימוד ל-⁷Li הוא נדיר מאוד עם מספר מקרים מעטים של צימוד חד-קשרי ⁷Li-¹H (כ-20 הרץ) ידועים. הספקטרום ⁷Li (תרשים 5) הוא הרבה יותר רגיש מאשר הספקטרום ⁶Li (תרשים 3). סימטריה נמוכה בשילוב עם מומנט ארבע קוטבי גבוה של ⁷Li nרחיב את הסיגנלים. כתוצאה מכך, הסיגנלים שהיו גבוהים וחדים בספקטרום ⁶Li (תרשים 3) הם נמוכים ורחבים (תרשים 5).

תרשים 5. ספקטרום תמ"ג ⁷Li של Me₅C₆₀^5-/Cor^4-/9Li⁺ שמראה סגנלים בשלושה תחומים נפרדים

(ראה I. Aprahamian, et al., J. Am. Chem. Soc., 127, 9581-7 (2005))

תכונות גרעין ה-⁷Li

(הסברים נוספים)

בטיחות

הוראת בטיחות: חלק מהחומרים המוזכרים כאן מסוכנים מאוד, יש להתייעץ עם נאמן בטיחות או כימאי לפני העבודה אתם . כאשר החומרים אינם מוכרים על נאמן הבטיחות או הכימאי לחפש בספרות המקצועית מידע בקשר אליהם. הממסים המשמשים לבדיקות תמ"ג הם ברובם דליקים ורעילים. TMS לדוגמא רעיל ודליק, יש להשתמש בכפפות ולעבוד במנדף. במיוחד מלחי ליתיום אינם רעילים כתוצאה מהליתיום בנסיבות רגילות, אולם אניונים עלולים להיות רעילים.