Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Резонанс электронов магнитный

    Электронный парамагнитный резонанс представляет собой явление поглощения излучения микроволновой частоты молекулами, ионами или атомами, обладающими электронами с неспаренными спинами. Называют это явление по-разному электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) , электронный спиновый резонанс и электронный магнитный резонанс . Все эти три термина эквивалентны и подчеркивают различные аспекты одного и того же явления. ЯМР и ЭПР характеризуются общими моментами, и это должно помочь понять суть метода ЭПР. В спектроскопии ЯМР два различных энергетических состояния (если I = 7г) возникают из-за различного расположения магнитных моментов относительно приложенного поля, а переходы между ними происходят в результате поглощения радиочастотного излучения. В ЭПР различные энергетические состояния обусловлены взаимодействием спинового момента неспаренного электрона (характеризуемого т = /2 для свободного электрона) с магнитным полем — так называемый электронный эффект Зеемана. Зеемановский гамильтониан, описывающий взаимодействие электрона с магнитным полем, дается выражением [c.5]


    Если атом или молекула имеет один неспаренный электрон, магнитный момент частицы равен магнитному моменту электрона 1= /Т. Измерение парамагнитной восприимчивости позволяет обнаружить свободные радикалы, установить число неспаренных электронов в частице и т. п. Особенно большое значение для подобных исследований приобрел метод спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). [c.43]

    Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Много общего с ЭПР имеет явление резонансного поглощения электромагнитной энергии, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, — ядерный магнитный резонанс. Явление это наблюдается на ядрах далеко не всех атомов. Ядра с четными числами протонов и нейтронов имеют спин / = О и, следовательно, не магнитны. Обычно ЯМР исследуют на ядрах Н , Р и спин которых / = /г. Магнитное квантовое число спина гП] в этом случае принимает два значения пц = Ч- /а и пц = —1/а. Этому отвечают в статическом магнитном поле две ориентации магнитного момента ядра— в направлении поля (т/ = = 1/2) и в противоположном (т/ — — /2), различающиеся по энергии на величину АЕ. При наложении слабого радиочастотного поля, перпендикулярного статическому, происходит резонансное поглощение, приводящее к переориентации спинов при частоте, определяемой условием резонанса V = АЕ/к. Обычно в поле порядка 10 ООО Э ([10 /4я]А/м) ЯМР наблюдается на частоте ч =42,57 мГц. Частота резонанса для ЯМР во столько же раз меньше частоты ЭПР (при одном и том же Н), во сколько раз масса ядра больше массы электрона. (Соответственно ядерный магнитный момент меньше электронного магнитного момента.) [c.149]

    Как мы уже знаем, нефть представляет собой смесь тысяч различных веществ. Даже сегодня, при наличии самых изощренных средств анализа хроматографии, ядерно-магнитного резонанса, электронных микроскопов — далеко не все эти вещества полностью определены. Что же говорить о делах столетней давности Конечно, наши предшественники определяли состав нефти с достаточной мерой приближения. [c.74]

    Магнитный момент у атомов или молекул может быть результатом возникновения круговых токов в электронной оболочке или наличием неспаренных электронных спинов. Как известно, вещества, обладающие магнитными моментами такого рода, называют парамагнитными. В молекулах многих веществ, в том числе и большинства полимеров, электронный магнитный момент скомпенсирован. Подобные вещества относят к категории диамагнитных. Однако некоторые атомные ядра, например водорода и фтора, обладают собственными магнитными моментами, обусловленными их спинами. Поэтому в диамагнитных веществах энергия электромагнитного поля может поглощаться только ядерными магнитными моментами. Последние на три порядка меньще магнитных моментов электронов, поэтому резонансные частоты при магнитном резонансе на электронах значительно выше, чем резонансные частоты на ядрах, что определяет различие радиотехнических схем регистрации в обоих методах. [c.267]


    А. с. более широко применяется, чем эмиссионный спектральный анализ. Для А. с. применяются оптические спектрофотометры, радиоспектрометры. Чувствительность некоторых методов А. с. зависит от многих причин и может изменяться в широких пределах (см. Спектрофотометрия. Колориметрический анализ. Электронный парамагнитный резонанс. Ядерный магнитный резонанс). [c.5]

    ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА — условное название многих количественных методов анализа, основанных на измерении различных физических свойств соединений или простых веществ с использованием соответствующих приборов. Измеряют плотность, поверхностное натяжение, вязкость, поглощение лучистой энергии, помутнение, поляризацию света, показатель преломления, ядерный и электронно-магнитный резонансы, потенциалы разложения, диэлектрическую постоянную, температуру фазовых превращений и др. Более правильное название — инструментальные методы анализа. [c.262]

    Абсорбционная спектроскопия парамагнитного резонанса является методом, который может быть применен к молекулам, содержащим атомы или ионы с неспаренными электронами. Магнитные моменты здесь примерно в 2000 раз больше ядерных магнитных моментов и поэтому вызывают поглощение энергии в микроволновой области (обычно в области длин волн от 4 до 1 см). Это приводит к изменению ориентации магнитного момента при переходе из одного разрешенного положения в другое. Истинная поглощенная частота зависит от магнитного поля, и, следовательно, путем изменения поля поглощение может быть определено по некоторой микроволновой частоте. [c.197]

    Эффект резонанса. Спектроскопия магнитного резонанса изучает переходы магнитных диполей между энергетическими уровнями, возникающими (в отличие от оптической спектроскопии) только при взаимодействии магнитного момента электрона или соответственно ядра с постоянным магнитным полем (эффект Зеемана). [c.248]

    Электронный парамагнитный резонанс. Рассмот рим явление магнитного резонанса на электронах. Магнитный мо мент электрона Ше определяется выражением [c.189]

    Измерение ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — метод анализа, основанный на резонансном поглощении электромагнитных волн веществом, помещенным в постоянное магнитное поле. Ядерный магнитный резонанс использует явление ядерного магнетизма. Атомные ядра многих химических элементов имеют определенный момент количества движения, т. е. вращаются вокруг собственной оси (спин ядра). Спин ядра аналогичен спину электрона. Магнитный момент возникает потому, что каждое ядро имеет электрический заряд. Для наблюдения ЯМР ампулу, содержащую анализируемое вещество, помещают в катушку радиочастотного генератора. Образец может быть жидким, твердым или газообразным. Катушку с ампулой помещают в зазоре магнита перпендикулярно направлению магнитного поля Ни- Генератор создает на катушке слабое переменное магнитное поле Нх- Резонанс наступает при условии ф=фо= У о, где ф — скорость вращающегося поля Нх, фо — скорость прецессии ядер в поле На, 7 — гиромагнитное отношение у = т1Р (т — магнитный момент ядра атома, Р — момент количества движения ядра). При выполнении условия приемник регистрирует небольшое изменение напряжения на рабочем контуре в виде сигнала в форме гауссовой кривой. Кривая характеризуется высотой сигнала и шириной кривой (полосы), [c.452]

    В учебном пособии в сжатой и доступной форме изложены основы ряда методов, применяемых при исследовании кинетики и механизма химических реакций. Это видимая и ультрафиолетовая спектрофо-тометрия, инфракрасная спектрометрия, люминесценция, хемилюминесценция, электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс, газожидкостная хроматография, аналоговые вычислительные машины. [c.2]

    Становится очевидной необходимость проведения более глубокого изучения состава и свойств нефтяных остатков в целом, а также их компонентов. С этой целью в дополнение к традиционным методам исследования и анализа остаточных нефтепродуктов и продуктов их переработки в последнее время привлечены современные инструментальные методы — масс-спектроме-трия, электронная микроскопия, электронный парамагнитный резонанс, ядерно-магнитный резонанс, рентгено-структурный анализ и другие. Нужно отметить, что сложность приобретения современного оборудования для таких исследований сдерживает сейчас в значительной мере их развитие. [c.3]

    Молекулярный и функциональный К. а. проводят с помощью инфракрасной спектроскопии, комбинационного рассеяния спектроскопии, ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса. Особое место в совр, К. а. занимает масс-спектрометрия и хромато-масс-спектрометрия (ниж. предел обнаружения-10 % по массе). [c.360]


    Состояния мол. систем, переходы между к-рыми проявляются в виде тех или иных М. с., имеют разную природу и сильно различаются по энергии. Уровни энергии иек-рых видов расположены далеко друг от друга, так что при переходах молекула поглощает или испускает высокочастотное излучение. Расстояние между уровнями др. природы бывает мало, а в нек-рых случаях в отсутствие внеш. поля уровни сливаются (вырождаются). При малых разностях энергий переходы наблюдаются в низкочастотной области. Напр., ядра атомов нек-рых элементов обладают собств. магн. моментом и электрич. квадрупольным моментом, связанным со спином. Электроны также имеют магн. момент, связанный с их спином. В отсутствие внеш. поля ориентации магн. моментов произвольны, т.е. они не квантуются и соответствующие энергетич. состояния вырождены. При наложении внеш. постоянного магн. поля происходит снятие вырождения и возможны переходы между уровнями энергии, наблюдаемые в радиочастотной области спектра. Так возникают спектры ЯМР и ЭПР (см. Ядерный магнитный резонанс. Электронный парамагнитный резонанс). [c.119]

    Квантование магнитной энергии, продемонстрированное в этом эксперименте, является результатом расщепления электронных состояний, но оно справедливо и для состояний ядерного спина. Это показали своими опытами Раби и сотр., которые изучали поведение молекулярных пучков в приборе, схематически представленном на рис. 1.4. В этих экспериментах использовались только молекулы, для которых полный электронный магнитный момент был равен нулю, поэтому все наблюдаемые магнитные эффекты следовало относить к магнитным свойствам ядер. В этом опыте молекулярный пучок направляется наклонно между полюсными наконечниками магнита А, создающего неоднородное магнитное поле. Как было описано выше в опыте Штерна — Герлаха, в нем пучок расщепляется на два. Только парамагнитные молекулы по траектории а достигают щели, через которую они попадают в однородное поле магнита В. Затем они фокусируются в поле магнита С, неоднородность которого в точности противоположна неоднородности магнита А. Экран 5 служит детектором, с помощью которого можно измерить интенсивность молекулярного пучка, сфокусированного в точке М. Теперь если облучать молекулярный пучок в области между полюсами магнита В радиочастотным полем, то при определенной частоте, зависящей от напряженности поля магнита В, наблюдается резкое уменьшение интенсивности молекулярного пучка в точке М. При этом отношении частота — напряженность Поля выполняется условие резонанса (1.10). Вследствие погло- Дения энергии часть ядерных магнитных моментов изменяет [c.21]

    Парамагнетизм является результатом ориентации постоянных магнитных диполей в образце. Постоянные магнитные диполи обусловлены или спинами неспаренных электронов, или угловыми моментами электронов на атомных или молекулярных орбиталях. Электроны на орбиталях с /= 1, 2, 3. .. имеют угловой момент и поэтому обладают магнитным моментом. Ядра с магнитными моментами также характеризуются парамагнитными свойствами. Однако ядерный парамагнетизм составляет только одну миллионную долю парамагнетизма, обусловленного орбитальными моментами или спинами неспаренных электронов. Магнитные свойства ядер исследуют методом ядерного магнитного резонанса. [c.496]

    Электронный магнитный резонанс имеет более ограниченную область применения, чем ядерный магнитный резонанс, так как для большинства молекул компенсируются магнитные моменты, связанные с движением орбитальных электронов. Большинство электронов спарено и не показывает магнитного резонанса. Электронный магнитный резонанс характерен для всех люлекул, содержащих неспаренные или неполностью спаренные электроны. Свободные радикалы и молекулы в триплетном состоянии были широко изучены методом электронного магнитного резонанса. Этим путем было установлено присутствие свободных радикалов в кристаллах, подвергнутых действию рентгеновского излучения или гамма-излучения, а их концентрация была оценена по площади иод кривой поглощения. Изучение этим методом жидкой серы, содержащей молекулы S , сгруппированные в кольцеобразные структуры, в которых электроны спарены, и цепные молекулы с неспаренными электронааш на концах, показало, что длина цепи п имеет порядок 1,5-10 . [c.232]

    Ядро с ядерным спиновым квантовым числом I 1 также характеризуется электрическим моментом, и неспаренный электрон взаимодействует как с магнитным ядерным, так и с электрическим моментом. Градиент электрического поля на ядре может взаимодействовать с ква-друпольным моментом (такое взаимодействие изучается с помощью спектроскопии ядерного квадрупольного резонанса), и это взаимодействие влияет на энергии электронных спиновых состояний через ядерно-электронное магнитное взаимодействие как возмущение второго порядка. Влияние квадрупольного взаимодействия обычно носит сложный характер, поскольку этому взаимодействию сопутствует значительно большее магнитное СТВ. Ориентация ядерного момента квантуется как по отношению к градиенту электрического поля, так и по отношению к направлению магнитного поля. Если направление магнитного поля и оси кристалла параллельны, квадрупольное взаимодействие приводит только к небольшому смещению всех энергетических уровней на по- [c.45]

    Хотя методы ЯМР и ЭПР основываются, вообще говоря, на одних и тех же принципах изучения резонансных переходов между, зеемановскими уровнями спиновых систем, количественные различия в абсолютных значениях магнитных моментов и их знаках, а также различный характер изучаемых объектов и решаемых задач обусловливают то, что эти методы развивались практически независимо и имеют существенные отличия в теории и экспериментальном воплощении. В то же время есть ряд аспектов, где явления ядерного и электронного магнитного резонанса тесно переплетаются. Это прежде всего методы множественного резонанса, например двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР). Проще рассматривать совместно также химическую поляризацию ядер и электронов и т. д. [c.7]

    В 1946 г. Блохом и Парселом был открыт ядерный магнитный резонанс. Это явление подобно электронному парамагнитному резонансу. Величина магнитного момента ядер приблизительно в тысячу раз меньше моментов электронных оболочек. Поэтому в соответствии с формулой (XXIV.7) частоты, отвечающие ядерному резонансу, будут в тысячу раз меньше по сравнению с частотами электронного парамагнитного резонанса. [c.533]

    Большое количество информации, получаемой экспериментальным путем с помошью новых методов исследования строения ве-шестяа (молекулярные спектры, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс, дифракция электронов и т. д.) позволяет уточнять существующие теории и расчеты. Даже в простых молекулах, построенных за счет ковалентной неполярной связи, иногда получается несовпадение теории с экспериментом. Примером может служить молекула О2 (см. табл. 3.2), для объяснения парамагнетизма которой приходится допустить или наличие трехэлектронной связи за счет взаимодействия электронов неподеленных электронных пар, или миграцию электронов с одной р-орбиталн на другую, так чтобы в каждый момент в молекуле кислорода имелись непарные электроны, создающие магнитный момент. [c.86]

    Можно предположить, что в постоянном ноле система находится в тепловом равновесии, и тогда нахождение функции распределения сводится к решению уразнений Блоха. В случае зависимости напряженности поля от времени для вычисления функции распределения необходимо введение соответствующих уравнений Больцмана. Рассмотренные процессы являются основой методов, используемых в химии для получения информации о строении и реакционной способности веществ методы статической магнитной восприимчивости, электронного парамагнитного резонанса. кдерного магнитного резонанса и др. [c.707]

    Магнитные Ж. а. Действие их основано на измерении электромагн. энергии при ее резонансном поглощении атомами и молекулами анализируемой жидкости, обладающей магн. св-вами (напр., магн. проницаемостью). Нанб. распространены магнитно-резонансные Ж. а.-ЭПР- и ЯМР-приборы. Область их применения ограничена анализом спиртов, к-т и своб. радикалов с пределом обнаружения 10 моль (см. также Электронный парамагнитный резонанс Ядерный магнитный резонанс). [c.151]

    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]

    Р. изучает неск. типов переходов переходы между уровнями энергии, соответствующими вращат. движению молекул с постоянным электрич. моментом (см. Микроволновая спектроскопия), переходы, обусловленные взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внутр. электрич. полем в твердых телах (см. Ядерный квадрупо.пчый резонанс) и взаимодействием электронов проводимости с внеш. магн. полем (см. Циклотронный резонанс) переходы, обусловленные взаимодействием магн. моментов электронов или ядер с внеш. магн. полем в газах, жидкостях и твердых телах (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.171]

    Известно, что для электрона М равно 9,268эрг/гс н I (обычно обозначаемое через з) равно. В связи с этим частота, необходимая для того, чтобы наблюдался электронный магнитный резонанс, составит 2МН к=2,1Ш х X 10 ЛГ сек что в поле с напряженностью //=10 гс даст частоту, лежащую в микроволновой области спектра. Для протона I также равно Уг, но М примерно в 2000 раз меньше, чем для электрона, и частота, необходимая для]резонансного поглощения в магнитном поле той же сплы, составит около 10 сек" , т. е. будет лежать в области радиочастот. Электромагннтноеизлучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра можно получить с высокой степенью точности, и поэтому точное значение М/1, выражаемое уравнением (45), определяется точностью измерения величины Н. Опыты обычно проводятся с постоянной величиной V, а напряженность поля И изменяется таким образом, чтобы получить оба пика поглощения. В табл. 15 приведены некоторые из данных, содержащихся в работе Виффена [38]. Спиновые квантовые числа можно рассматривать либо как следствие квантовой теории, либо как эмпирические постоянные, необходимые для истолкования сверхтонкой структуры атомных спектров. [c.230]

    Основным фактором в выборе методов исследований воздуха, природных и сточных вод и почв является, как правило, стоимость и доступность оборудования. По зтой причине в большинстве заводских, афохимических, природоохранных и других лабораторий такие методы, как масс-спектрометрия, электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс, практически не используются. [c.212]

    Электронный парамагнитный резонанс (парамагнитный резонанс, электронный спиновый резонанс) возникает вследствие ориентации неспаренных электронов в магнитном поле так, что их собственный момент количества движения (спин) направлен либо по полю, либо против него. Разность энергий этих двух состояний, или зеема-новских уровней, называется энергией зеемановского расщепления, она равна g Н, где Н напряженность магнитного поля /4 - магнитный момент электрона (магнетон Бора) g - фактор спектроскопического расщепления (рис. 10.5 а). [c.278]

    При исследовании лигнинов в настоящее время очень широко используются спектральные методы (ультрафиолетовая и инфракрасная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс). С помощью этих методов изучают структуру лнгнина и происходящие в ней изменения прн химической переработке растительного сырья и технических лигнинов. [c.414]

Смотреть страницы где упоминается термин Резонанс электронов магнитный: [c.2]    [c.210]    [c.2]    [c.240]    [c.2]    [c.40]    [c.40]    [c.263]    [c.355]    [c.491]    [c.621]    [c.94]    [c.641]    [c.269]    [c.245]   
Физическая химия Книга 2 (1962) -- [ c.232 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Электрон магнитный

Электронный резонанс



© 2025 chem21.info Реклама на сайте