תמג טיטניום (Ti)

לטיטניום (Ti) יש שני גרעיני תמ"ג בעלי רגישות נמוכה ⁴⁷Ti ו-⁴⁹Ti, עם תחום היסט כימי רחב מאוד. הוא מיוחד במינו שהפרש תדר הדהודה שלהם הוא רק 267 חל"מ כך שניתן לראות את שני הגרעינים בו-זמנית (תרשים 1).

תרשים 1. ספקטרופ תמ"ג Ti של TiCl₄(טהור) שמראה את שני הגרעינים באותו ספקטרום

⁴⁹Ti הוא הגרעין המועדף משום שהוא יותר רגיש ונותן סיגנלים חדים יותר מאשר ⁴⁷Ti (תרשים 2). שני הגרעינים נותנים סיגנלים צרים יחסית בסביבות סימטריות אך מתרחב עם גודל התרכובת כך שהם רחבים מדי להיראות עבור תרכובות בגודל בינוני בספקטרומטר רגיל. לכן משתמשים בתמ"ג טיטניום לחקור תרכובות קטנות.

תרשים 2. השוואה בין תמ"ג ⁴⁷Ti ו-⁴⁹Ti של TiCl₄ (טהור). ⁴⁹Ti נותן יותר רגישות וסיגנלים חדים יותר.

לכל סוג של טיטניום יש טווח היסט כימי ייחודי. ניתן למדוד את התמ"ג של טיטניום עבור מצבי חימצון (-II), (0), (II) ו-(IV). אולם, Ti(III) הוא פרמגנטי ולא ניתן לראות בתמ"ג להפרדה גבוהה. צימוד בין גרעיני לטיטניום נראה עם פלואור ב-TiF₆^2- (33 הרץ) ועם ¹³C ב-Ti(¹³CO)₆^2- (23 Hz).

תרשים 2. טווחי היסט כימי של תמ"ג טיטניום

תמ"ג ⁴⁷טיטניום

⁴⁷Ti הוא גרעין פחות טוב לתמ"ג ביחס ל-⁴⁹Ti משום שהוא פחות רגיש ונותן סיגנלים רחבים יותר. אולם הסיגנלים מופיעים כ-267 חל"מ לתדר גבוה מאלא של ⁴⁹Ti אם הם לא רחבים מדי. ⁴⁷Ti נותן סיגנלים יחסית חדים במולקולות קטנות וסימטריום אך הם מתרחבים מהר (תרשים 4) (מהר יותר מאלא של ⁴⁹Ti) עם גודל התרכובת והם רחבים מדי לראות בספקטרומטר רגילה עבור תרכובות בגודל בינוני. ניתן לראות תמ"ג ⁴⁷Ti רק עבור התרכובות הקטנות ביותר.

תרשים 4. השוואה של ספקטרה תמ"ג ⁴⁷Ti טהור ו-Ti(OⁱPr)₄ שמראה הרחבת הסיגנל עם גידול המוקולה

תכונות גרעין ה-⁴⁷ti

(הסברים נוספים)

*שים לב שהיסט הכימי ה-⁴⁷Ti של TiCl₄ טהור הוא 4.8 חל"מ.

תמ"ג ⁴⁹טיטניום

⁴⁹Ti הוא הגרעין המועדף לתמ"ג ביחס ל-⁴⁷Ti משום שהוא יותר רגיש ונותן סיגנלים חדים יותר. ⁴⁹Ti נותן סיגנלים יחסית חדים במולקולות קטנות וסימטריום אך הם מתרחבים (תרשים 5) עם גודל התרכובת והם רחבים מדי לראות בספקטרומטר רגילה עבור תרכובות בגודל בינוני. ניתן לראות תמ"ג ⁴⁹Ti רק עבור התרכובות הקטנות.

תרשים 5. השוואה של ספקטרה תמ"ג ⁴⁷Ti טהור ו-Ti(OⁱPr)₄ שמראה הרחבת הסיגנל עם גידול המוקולה

תכונות גרעין ה-⁴⁹Ti

(הסברים נוספים)

*שים לב שהיסט הכימי ה-⁴⁹Ti של TiCl₄ טהור הוא 4.6 חל"מ.

מקורות

• R. G. Kidd, R. W. Matthews and H. P. Spinney, "Titanium-47 and titanium-49 nuclear magnetic resonance in titanium(IV)-halogen compounds" J. Am. Chem. Soc., 94, 6686 (1972).
• N. Hao, B. G. Sayer, G. Dénès, D. G. Bickley, C. Detellier and M. J. McGlinchey, "Titanium-47 and -49 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Chemical Applications" J. Magn. reson., 50, 50-63 (1982).
• A. Dormond, M. Fauconet, J. C. Leblanc and C. Moise, "First NMR observation of ⁴⁷Ti and ⁴⁹Ti of cyclopentadienyl complexes" Polyhdron, 3, 897-900 (1984).
• K. M. Chi, S. R. Frerichs, S. B. Philson and J. E. Ellis, "Highly Reduced Organometallic. 23. Synthesis, Isolation, and Characterization of Hexacrbonyltitanate(2-), Ti(CO)₆^2-. Titanium NMR Spectra of Carbonyltitanates" J. Am. Chem. Soc., 110, 304-304 (1988).
• W. C. Finch, E. V. Anslyn and R. H. Grubbs, "Substituent Effects on the Cleavage Rates of Titanocene Metallacyclobutanes" J. Am. Chem. Soc., 110, 2406-2413 (1988).
• S. Berger , W. Bock, C. F. Marth, B. Raguse and M. T. Reetz, "^47/49Ti NMR of some titanium compounds" Magn. Reson. Chem., 28, 559-560 (1990).

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, TiCl₄ מגיב החריפות עם אוויר לח ומייצר אדים רעילים (HCl) ותרכובות Ti(IV) אחרות לא יציבות ורעילות: כבוש ככפות מגן ועבוד במנדף תחת חנקן.