Расщепление ядер, энергия связи

Вторым фактором, определяющим степень расщепления энергетических уровней квадруполя, является градиент поля д на ядре, вызванный электронным распределением в молекуле. Расщепление уровня квадруполя связано с произведением e Qq. Для молекулы с аксиальной симметрией д часто лежит вдоль оси симметрии высшего порядка, и если известна величина eQ, то можно определить значение д. В несимметричном окружении энергии различных уровней квадруполя уже не выражаются уравнением (14.6), поскольку необходимо использовать полный гамильтониан уравнения (14.5). В случае 1 = 3/2 для энергий двух состояний можно вывести [2] следующие уравнения [c.266]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме числа протонов и числа нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон происходит при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение,- известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его про- [c.20]

Если обратить уравнение (20.27), то станет ясно, что для расщепления одного ядра гелия-4 на изолированные протоны и нейтроны потребуется энергия в 4,52-10 Дж. Таким образом, энергия, вычисленная по дефекту массы, является мерой устойчивости ядра к расщеплению на индивидуальньсе нуклоны. Энергию, необходимую для разложения ядра на протоны и нейтроны, называют энергией связи ядра. [c.261]

Выделение энергии в ядерных реакциях сопровождается измеримой потерей массы, которая соответствует соотношению Эйнштейна ЛЕ = с Ат. Разность между массами ядра и нуклонов, из которых оно состоит, называется дефектом массы. По дефекту массы нуклида можно вычислить его энергию связи, т. е. энергию, требуемую для разделения ядра на индивидуальные нуклоны. Исследование энергий связи ядер в расчете на один нуклон показало, что выделение энергии может происходить при расщеплении тяжелых ядер (ядерное деление) и при слиянии легких ядер (ядерный синтез). [c.274]

В 1947 г. опыты по изучению взаимодействия частиц высокой энергии со сложными ядрами привели Г. Сиборга и его сотрудников к открытию нового типа ядерных превращений — реакции глубокого расщепления [1]. Для реакций, протекающих при взаимодействии частиц низкой энергии с ядрами, характерно, что как кинетическая энергия, так и энергия связи падающей частицы целиком передаются бомбардирующему ядру и быстро распределяются в нем среди всех нуклонов. [c.637]

Другой особенностью реакций глубокого расщепления является группировка продуктов реакции вдоль линии стабильности ядер с некоторым смещением в область ядер с недостатком нейтронов. Было предложено по крайней мере три объяснения этого факта. Во-первых, вероятность испускания данной частицы в определенный момент времени охлаждения возбужденного ядра сильно зависит от относительных энергий связи нейтронов и протонов в этот момент. Иными словами, испускание нескольких нейтронов создает условия для испускания протона и наоборот. Второе объяснение предполагает возможность возникновения точек перегрева в возбужденном ядре. При этом прежде чем энергия возбуждения успеет распределиться по всему ядру, происходит испарение значительного числа протонов и нейтронов. В результате испаренное вещество аналогично по / N А —2 [c.647]

Вторым фактором, влияющим на степень расщепления квадрупольных уровней энергии, является градиент поля д у ядра, обусловленный распределением электронов в молекуле. Расщепление квадрупольных уровней связано с величиной еОд. При соответствующем выборе осей и определении системы координат компоненты градиента поля <7 (представляющего собой вторую производную от усредненного по времени электрического потенциала V) вдоль осей X, у я г обозначаются соответственно через [c.341]

Ядра, массовые числа которых равны приблизительно 60, имеют самую высокую энергию связи, приходящуюся на каждую частицу ядра, и поэтому являются наиболее устойчивыми. Рис. 23-2 помогает нам понять, почему происходят процессы ядерных превращений. Если ядра тяжелых элементов, например урана и плутония, расщепляются на два более тяжелых осколка, то в более легких ядрах энергия, приходящаяся на частицу, возрастает. Как и в любой другой реакции, приводящей к образованию продуктов, более устойчивых по сравнению с реагирующими веществами, при расщеплении ядер выделяется энергия. Обычно такие реакции расщепления инициируются бомбардировкой нейтронами определенных изотопов урана или плутония [c.622]

Известно, что при сближении нуклонов на расстояние порядка между ними начинают действовать мощные ядерные силы притяжения, приводящие к образованию атомного ядра. При этом всегда выделяется энергия, которая называется энергией связи ядра. Следовательно, для полного расщепления ядра на нуклоны необходимо затратить работу на преодоление ядерных сил притяжения, равную по величине энергии связи ядра. Если же происходит только частичное изменение состава ядер, то энергия может либо выделяться, либо поглощаться в зависимости от характера изменения, однако всегда при этом соблюдается закон сохранения массы веществ и энергии. [c.29]

Так же как и электроны, протоны и нейтроны обладают спином (х), имеющим значение + /2 и — /2- В отличие от электронов для ядерных частиц характерно сильное спин-орбитальное магнитное взаимодействие, и полный момент количества движения / (третье квантовое число нуклона) определится суммой орбитального и спинового моментов / = /- -5. Так как орбитальный и спиновый моменты являются векторами, то в зависимости от их направления (рис. 19) они складываются / = / + /2 или вычитаются I — I — /а- В поле ядра происходит расщепление нуклонных уровней на подуровни с различным числом нуклонов, а именно 2/+ 2 (при /=/+72) и 21 (при j — I — /2). Например, в /-уровне (I = 3) 14 протонов или нейтронов распределяются по подуровням так 8 (при / = 3 + 7г = 7г) и 6 (при / = 3 — /2 = /2) Энергия связи нуклонов [c.153]

При рассмотрении вопроса об энергиях связи (гл. П) было сформулировано условие устойчивости атомного ядра по отношению к спонтанному (радиоактивному) распаду ядро оказывается энергетически устойчивым к данному типу распада (например, испусканию а-, 5-частиц или спонтанному делению), если его масса меньше суммы масс продуктов, возникающих при ядерном превращении. Из этого условия неиосредственно следует, что все ядра с А 3 ЮО неустойчивы к расщеплению на два осколка с приблизительно равными массами и все ядра с А 140 неустойчивы по отношению к а-распаду. Эти зависимости, а также энергетика процессов р-распада рассматривались в свете представлений о свойствах поверхности ядерной энергии, обусловленных в свою очередь взаимодействием различных членов в уравнении энергии связи [см. уравнение (3) гл. II] объемной энергии, поверхностного и кулоновского членов, а также членов, учитывающих влияние симметрии и энергию образования пар нуклонов. Однако указание на термодинамическую неустойчивость не может полностью охарактеризовать ядерную систему, как и химическую. При рассмотрении любой энергетически неустойчивой системы необходимо принимать во внимание также и скорости протекания возможных процессов, так как термодинамически неустойчивая система во многих случаях может рассматриваться как вполне стабильная. Примером этого могут служить ядра с А 140, называемые стабильными. Таким образом, весьма важной характеристикой радиоактивного распада является скорость распада, или период полураспада. [c.225]

Реакция деления — не единственная реакция, так как распад ядра может происходить несколькими путями при этом получаются различные осколки ядер. Согласно одной из моделей ядра поглощение нейтрона вызывает в ядре колебания, как в капле жидкости. Энергия, вносимая нейтроном, равна сумме его кинетической энергии и энергии связи. Если эта энергия достаточно велика, то колебания внутри ядра приводят к его расщеплению на две капли. [c.736]

Чем сильнее сближены атомы (меньше расстояние г между их ядрами), тем сильнее перекрывание АО и тем больше разность энергий между яр и гр МО (говорят о большем расщеплении АО в МО). При этом энергия разрыхляющих МО при всех значениях г больше энергии исходных АО, и потому при сближении атомов непрерывно поднимается верхняя кривая на рис. 7.2. Энергия МО (нижняя на этом рисунке) уменьшается при уменьшении г до некоторого расстояния г = го, а затем также начинает возрастать из-за появления сил отталкивания, обусловленных возрастанием кинетической энергии электронов. Ло, таким образом, определяет минимум энергии системы, т. е. равновесную длину связи. [c.133]

На энергетическое состояние спина протона (и любого другого магнитного ядра атома в методе ЯМР) сильное влияние оказывает электронная плотность взаимодействующей с ним его собственной к-орбитали. И электронная плотность, и энергия расщепления спина протона в постоянном магнитном поле зависят от природы химической связи этого протона с другим атомом, с которым он контактирует (атом К), а также от атомного окружения этого контактного атома (состава и природы групп X- и V-). [c.120]

Скалярное взаимодействие не зависит от величины и направления магнитного поля Вд, а его сила измеряется константой косвенного спин-спинового взаимодействия или константой скалярного взаимодействия и обозначается /. Эту величину, имеющую размерность энергии, как правило, приводят в единицах частоты (Гц). Значение / убывает с ростом числа химических связей п и при п > 3, как правило, настолько мало, что не поддается измерению. На рис. 1.10 в качестве примера проявления косвенного спин-спинового взаимодействия с константой связи / схематически приведен спектр несколько более сложного, чем НР, вещества РРз. В спектре ЯМР ядра Р наблюдаются две линии одинаковой интенсивности расщепление связано с взаимодействием ядра Р с ядром спин которого/ 1/2. [c.30]

Для расщепления Я. а. на отдельные нуклоны необходимо затратить энергию, наз. энергией связи ядра Е , орределяемую соотношением [c.520]

Если в некоторый момент времени однн из двух электронов связи удерживается у протона А, то вероятность того, что спин электрона ориентируется антипараллельно относительно спина А, будет выше, чем вероятность параллельной ориентации, поскольку электрон обладает отрицательным магнитным моментом, а протон положительным для 2 ядра фтора X справедливо то же, что и для eJ и А. Однако спины обоих электронов в соответствии с принципом Паули должны ориентироваться антипараллельно один относительно другого. Таким образом устанавливается связь между ядрами и X В такой связанной системе энергия состояния зависит от взаимной ориентации обоих ядерных спинов это проявляется в расщеплении уровня энергии (рис.1.9). Возникающее при этом различие в значениях частот переходов приводит к наблюдению двух резонансных линий, т.е. к расщеплению линий. [c.30]

Поскольку ядерный магнитный момент примерно в 10 раз меньше орбитального магнитного момента электрона, то расщепление уровней, обусловленное магнитным моментом ядра, будет примерно в 10 раз меньше расщепления, вызываемого спин-орбитальным взаимодействием (тонкая структура). В связи с этим расщепление уровней энергии, обусловленное магнитным моментом ядра, называют сверхтонким расщеплением. Измерение сверхтонкого расщепления энергетичес1 их уровней атома является одним из методов измерения спинов и магнитных моментов атомных ядер. [c.314]

Ядерные силы, удерживающие нуклоны, самые интенсивные из известных (см. сильное взаимод). Так, силы действующие между двумя протонами, на 100 порядков выше сил электростатич. взаимод. между ними. Энергия связи ядра, отвечающая энергии, необходимой для расщепления я.а. на отд. нуклоны, равна разности массы нуклонов и массы ядра, умноженной на с . Для б.ч. ядер она равна 6—8 МэВ в расчете на 1 нуклон. nu leus (1) [c.260]

Дайте определения следующих понятий массовое число, атомный номер, изотоп, моноизотопность, а-распад, Р-распад, расщепление ядра, слияние ядер, энергия ядер ной связи. [c.39]

Для того чтобы подчеркнуть большую разность поперечных сечений для быстрых и медленных нейтронов, имеет смысл рассмотреть, кроме деления, и другие типы реакций, вызываемых нейтронами. Тепловые нейтроны могут быть захвачены практически всеми ядрами, и захват обычно приводит к (п, у)-реакции. Этот процесс, называемый радиоактивным захватом, известен как для делящихся, так и для неделящихся ядер, и поэтому является процессом, конкурирующим с делением. Поперечные сечения таких реакций часто очень велики, и, как это можно видеть на примере кадмия (рис. 11-15), они могут быстро уменьшаться с ростом энергии бомбардирующего нейтрона. Можно было бы предположить, что в результате деления ядра происходит расщепление атома на два осколка примерно одинаковых размеров. Это, однако, неверно. Из рис. 11-16 видно, что наблюдается несимметричное делениес максимумами содержания продуктов деления с массовыми числами в области величин 95 и 139. Симметричное деление имеет место только на 0,01—0,02%. Кривая имеет несимметричный вид для деления как тепловыми, так и быстрыми нейтронами (если в последнем случае энергия нейтронов не слишком высока). При очень высокой энергии частицы, например при энергии 200 или 300 Мэв, кривая распада принимает совершенно другую форму, приближаясь к кривой симметричного типа, и имеет довольно плоский максимум. Большое практическое значение процессов деления объясняется огромным количеством энергии, которая выделяется при каждом -ядерном делении. Это можно видеть из кривой энергий связей [c.398]

Резонансный сигнал, отвечающий определенному химическому соединению, обычно представляет собой группу линий. Это явление обусловлено спин-спиновым расщеплением уровней энергии на подуровни сверхтонкой структуры. Число подуровней определяется числом квантовых состояний, в которых способно находиться ядро, т. е. 2/+1, где I — спин ядра. Количественный эффект спин-спинового расщепления, обусловленного воздействием одного ядра на другое, зависит от пространственных отношений между ними и от окружения (расстояние между соседними ядрами, тип разделяющих атомы химических связей). Индивидуальный характер спектров ЯМР каждой определенной структуры позволяет регистрировать различные переходы (конформационные, таутохмерные), а также химические обмены, если скорости соответствующих актов не слишком велики. При высоких скоростях таких превращений наблюдается общий расширенный сигнал, положение и форма которого отвечают сумме вкладов отдельных состояний. Поэтому вид спектра ЯМР соединений или систем, в которых происходит обмен ядер, зависит от скорости об-мена, т. е. от продолжительности жизни ядра в данном состоянии. [c.11]

В связи с этим будут изыскиваться любые способы и средства как снижения стоимости производства ЗПГ, так и ликвидации разрыва между спросом и предложением на них. Если вопросы техники безопасности производства термоядерной энергии будут решены положительно (а это, кажется, уже вполне реально), с освоением энергии расщепления атомного ядра и тер.моядерного синтеза откроются новые перспективы. Таким образом, сочетание электроэнергии и тепла, получаемого из термоядерных источников, позволит интенсифицировать процесс получения водорода из угля и воды для целей энергетики и промышленности. К тому Ж8 тепло атомных реакторов можно будет использовать для покрытия дефицита тепла эндотер-мических процессов газификации угля или сырой нефти. [c.216]

Совершенно ясно, что тонкая структура спектров ЯМР жидкостей не обусловлена прямым магнитным взаимодействием через пространство спиновых магнитных моментов (диполей) ядер, хотя подобное взаимодействие играет важную роль при исследовании спектров твердых тел [5, стр. 152 и сл.]. Теоретически показано, что благодаря тепловому хаотическому движению молекул составляющая локального поля у любого ядра, параллельная внешнему полю и возникающая в результате прямого взаимодействия диполей, усредняется до нуля [5, тр. 118]. Это эмпирически подтверждается тем, что резонансные спектры жидкостей, обусловленные только магнитноэквивалентными ядрами, ни при каких условиях не расщепляются. Например, наличие в метильной группе трех протонов сказывается на площади резонансной кривой, но не на ее множественности (см. рис. 5,6). В настоящее время считается, что тонкая структура обусловлена косвенным взаимодействием ядерных спннов через валентные электроны. Хотя суммарный спиновый магнитный момент электронов в ковалентной связи или заполненной оболочке благодаря спариванию электронных спинов равен нулю, ядерный диполь вызывает слабую магнитную поляризацию валентных электронов [32—34]. Электронная спиновая плотность, не равная нулю, появляется в других облястях связи и в зависимости от степени делокализации электронов, возможно, на более далеких расстояниях. Соседний ядерный диполь взаимодействует со спиновой плотностью в этой области, и (квантованная) энергия системы зависит от относительной ориентации обоих спиновых моментов ядер, а также от их ориентации во внешнем магнитном поле. Подобное косвенное взаимодействие не усредняется в жидкостях до нуля за счет хаотического движения молекул и вызывает расщепления, не зависящие от внешнего поля, имеющего определенный порядок величины [32]. Кроме того, как будет показано далее, постулированное взаимодействие таково, что взаимодействие между полностью эквивалентными ядрами не приводит к появлению таких эффектов, которые можно было бы установить экспериментально. [c.289]

Четко разделить различные типы спектров невозможно. Так, в электронных спектрах могут проявляться колебательные, вращательные переходы, а также переходы между уровнями магнитной структуры (ЭПР), в ядерных спектрах — уровни ЯКР. В спектрах ЭПР, как показано далее, могут проявляться уровни, обусловленные взаимодействием неспаренных электронов с магнитными ядрами, в спектрах ЯМР — взаимодействием с неспаренными элек-1ронами. Следует отметить, что в ряде случаев добавочные расщепления не разрешаются приборами, а из-за перекрывания дают уширение наблюдающихся спектральных линий. Поэтому для точной расшифровки спектров и получения надежных данных об энергиях уровней следует проводить исследование каждого типа спектров в своем спектральном диапазоне. В связи с этим мы примем следующую систему изложения электронные спектры атомов [c.217]

Гетероядерные молекулы. Из двухатомных молекул самой прочной является молекула азота, кратность связи в которой равна трем. Логично предположить, что у гетероядерных молекул и однозарядных ионов, имеющих одинаковое число электронов с N2- четырнадцать, - кратность связи будет такой же. Такими молекулами являются СО, ВР, BeNe и ионы N, N0" , СР" , ВО. По аналогии с молекулой азота они должны обладать высокими значениями энергий диссоциации. Такой вывод нетрудно сделать, распространяя схему молекулярных орбиталей гомоядерных молекул на гетероядерные. При этом надо учитывать, что 2- и р-орбитали с увеличением заряда ядра понижают свою энергию, а расщепление между ними по энергии растет. [c.59]

Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К.п, обусловлены изменением электронного распределения-переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии я 2,6-10 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра 2 т 10 А я 1,3 -10 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электронно-позитронных пар (Д % 1,3 10 Дж/моль, излучение в /-диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мульти-метность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (Д % 1 10 -5-Ю Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с из.менением вращат. состояний молекул (10-10 см я 1,2-10 -1,2 х X 10 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры. Колебательные спектры. Электронные спектры, Мёссбауэровская спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадрупольный резонанс. Рентгеновская спектроскопия. Фотоэлектронная спектроскопия. [c.368]

На энергию спинового перехода протона сильное влияние оказывают локальные поля, создаваемые другими магнитными ядрами, в частности другими протонами. Такое спин-спиновое взаимодействие (связь) приводит к расщеплению сигналов протонного спектра ЯМР на несколько близко расположенных линий. Так, зтильная группа чаще всего представлена четырьмя расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга линиями, соответствующими СНг-группе, и тремя линиями от СНз-протонов. Протоны, присоединенные к одному и тому же атому углерода, обычно не дают расщепления собственных линий, но зато приводят к расщеплению сигналов от протонов, связанных с соседними лтомами углерода. Эти соседние протоны могут находиться в любом нз двух спиновых состояний, что проявляется в разнице энергии рассматриваемых ЯМР-переходов, которую легко измерить [157—161]. [c.186]

ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

В квантовых системах с центрально-симметричным потенциалом начальное и конечное состояния характеризуются собственными волновыми функциями оператора г- Поэтому при 6) Ф а) имеем Ь Е а) =0. Операторы и Су, не меняя радиальной функции и квантового числа I, изменяют (см. 40) квантовое число т на 1. Однако поскольку в центрально-симметричном поле состояния, отличающиеся только значениями т, имеют одинаковую энергию, то переходы между ними не связаны с испусканием или поглощением энергии. Если атом находится во внешнем магнитном поле, то энергия уровней будет зависеть от магнитного квантового числа т. В этом случае возможны ЛИ-переходы между двумя зеемановскими компонентами уровней тонкой структуры (Д/= О, Л/л = 1). Эти переходы можно использовать для измерения энергии зеемановского расщепления. В квантовой системе с нецентральным потенциалом орбитальный момеит не является интегралом движения, поэтому матричные элементы (95,10) могут быть отличны от нуля. В системах с большим спин-орбитальным взаимодействием (атомные ядра) матричные элементы (95,10) также могут играть роль в /И1-переходах. Однако при наличии спина надо учесть, что квантовые переходы ЛИ могут вызываться и оператором спина. Матричные элементы таких переходов, согласно (94,21), можно записать в виде [c.455]

Другим двойным резонансным эффектом, детально изученным Фехером [137], является метод электронно-ядерного двойного резонанса (ЭЯДР). Если ядра в веществе связаны с электронами через сверхтонкое взаимодействие, то наблюдается расщепление ядерных уровней. В методе ЭЯДР линия электронного резонанса вещества насыщена. Подавая радиочастотную мощность определенной частоты на образец с тем, чтобы вызвать ядерные переходы между уровнями, образовавщимися за счет сверхтонкого взаимодействия, можно снять насыщение электронного резонанса и при определенной частоте появится сигнал ЭПР. Таким путем можно очень точно измерить энергию сверхтонкого взаимодействия электрона и ядра в веществе. Например, / -центрам в галогенидах щелочных металлов отвечает одна линия ЭПР, уширенная за счет сверхтонкого взаимодействия с большим числом соседних ядер, как, например, СР и в КС1. Фехер [138] определил это взаимодействие с помощью метода ЭЯДР, который позволил ему точно оценить природу волновых функций электрона для / -центра. Таким образом, метод ЭЯДР позволяет разрешить сверхтонкую структуру линий ЭПР, причем достигается разрешение порядка 10", поскольку лимитирующей является ширина линии ЯМР, а не ЭПР. [c.69]

В спектрах соединений, содержащих неэквивалентные протоны (или другие ядра), часто наблюдается дополнительное расщепление линий. Например, в спектре этанола, снятом при высоком разрешении, каждая компонента обладает тонкой структурой (рис. 50, б). Расщепление имеет порядок 10 гц. Этот эффект объясняют возможностью непрямого взаимодействия ядерных спинов через электроны в молекуле магнитный момент ядра со спином стремится ориентировать снины расположенных поблизости электронов, которые в свою очередь ориентируют спины других электронов, а следовательно, и снины других ядер. Энергии спинового взаимодействия, характеризуемые константой спин-спиновой связи 7, приводят к расщеплению резонансных линий. Нанример, спины протонов группы СНг в R H2OH могут взаимодействовать со спином протона группы ОН (рис. 53). Имеются три возможные конфигурации СНг-грунпы, обозначаемые f f, f или f и j , которые приводят к расщеплению резонансной линии протона группы ОН на три компоненты, расположенные на расстоянии / гц. Средняя компонента наиболее сильная, поскольку статистические веса этих трех конфигураций относятся как 1 2 1. [c.230]

Кроме химического сдвига спектры ЯМР высокого разрешения содержат информацию о непрямых спин-спиновых взаимодействиях ядер, которые передаются с помощью электронных оболочек. Каждый протон благодаря наличию спина можно рассматривать как магнит, который во внешнем магнитном поле ориентируется либо вдоль поля, либо в противоположном направлении. Это магнитное поле ядра вызывает по-.ляризацию электронной оболочки. Эффект поляризации, т. е. частичного изменения ориентации отдельных электронов, передается в молекуле по связи и в конечном счете может достичь следующего ядра. Каждая ориентация спина характеризуется определенной энергией, благодаря чему происходит не только изменение положения линий (химический сдвиг), но и их расщепление, т. е. образование мультиплетов. Этот эффект известен под названием спин-спиновое расщепление или спин-спиновое взаимодействие (ССВ). Это взаимодействие передается через электронную связь благодаря небольшому расспариванию электронов, ее осуществляющих, т. е. изменению взаимной ориентации спинов этих электронов связи. Взаимное влияние ядер через двойные и тройные связи распространяется сильнее, чем через одинарные, поэтому эффект спин-спинового взаимодействия быстро возрастает при увеличении числа промежуточных связей. [c.186]

Консганта спин-спинового взаимодействия J характеризует энергию косвенного спин-спинового взаимодействия ядер через электронные пары, образующие химические связи между атомами. Спин-спиновое взаимодейсгвие приводит к расщеплению сигналов в спектре с образованием мультиплетов Причина расщепления сигнала данного ядра состоит в том, что на него действует дополнительное поле, создаваемое магнитными моментами ядер соседней группы. Практически ядерный спин будет взаимодействовать со всеми возможными спиновыми состояниями соседних ядер, и число линий в мультиплете будет определяться 2пх / + где п — число ядер X со спином х- Относительные интенсивности отдельных компонентов мулыиплета отвечают статистическим весам различных комбинаций спинов. [c.252]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология