Импульсы на частоте наблюдаемых ядер

До недавнего времени в распоряжении экспериментаторов преобладали приборы ЯМР непрерывного режима, когда ядра с различными резонансными соотношениями поле частота последовательно возбуждаются за счет развертки поля или частоты. Эти приборы не позволяют решать сложные задачи на многих ядрах с достаточной чувствительностью и точностью измерений, поэтому вытесняются приборами нового поколения, где реализуется импульсная фурье-спектроскопия ЯМР —форма ЯМР с широкополосным возбуждением. Образец облучается последовательно одним или большим числом импульсов, причем импульсы радиочастотной мощности разделены одинаковыми или разными временными интервалами, и после воздействия импульсных последовательностей наблюдается усредненный спад свободной индукции (ССИ), который превращается в частотный спектр путем фурье-преобразования. [c.734]

Обычный метод получения спектров ЯМР состоит в том, что при плавной развертке (сканировании) радиочастоты или напряженности магнитного поля в каждый момент времени наблюдают только за одной точкой спектра. Для получения полного спектра требуется 5-10 мин, и по времени методика Фурье-преобразования имеет заметное преимущество. Возбуждая одновременно все ядра образца с помощью короткого, продолжительностью около 100 мкс, импульса мощного радиоизлучения и прослушивая излучаемые им частоты по мере возвращения ядер к равновесному распределению по энергии, можно получить интерференционную картину, содержащую всю информацию о спектре образца необходимое для этого время составляет порядка 1 с. К сожалению, полученная интерференционная картина не поддается непосредственной интерпретации, однако ее математическая обработка с помощью ЭВМ, называемая преобразованием Фурье, позволяет получить обычный спектр с разверткой по частоте. Швейцарский ученый Рихард Эрнст получил в 1991 г. Нобелевскую премию по химии за предложение Фурье-ЯМР-спектроскопии и многомерной ЯМР-спектроскопии (ученый узнал о присвоении ему премии в самолете, возвращаясь в Нью-Йорк из Москвы, где он читал лекции). [c.260]

Применение спектров ЯГР в химии основано на том, что энергия у-квантов зависит от распределения электронной плотности вокруг ядра. Взаимодействие электронного окружения с изомерным ядром приводит к смещению ядерных изомерных уровней, и, следовательно, к изменению частоты у-кванта. Поэтому для излучателя и поглотителя с различным электронным окружением энергии их резонансных переходов отличаются на величину АЕ. Согласно этому максимум резонансного поглощения (или минимум числа импульсов у-квантов) наблюдается при движении источника со скоростью +б [c.193]

Ясно, что при описанных условиях наблюдать резонансное поглощение 7-квантов невозможно. Для того чтобы наблюдать резонансное поглощение 7-квантов, нужно как-то компенсировать энергию отдачи ядер и резко снизить скорость их теплового движения. В 1958 г. Мессбауэр разработал метод, позволивший резко уменьшить энергию отдачи ядер в процессе испускания и поглощения 7-лучей и тем самым создать условия, при которых эти процессы происходят практически без потерь энергии. Метод основан на том, чтобы наблюдать излучение и поглощение 7-лучей ядрами, находящимися в кристаллической решетке, т. е. в связанном состоянии. В этих условиях импульс и энергия отдачи передаются не одному ядру, как в газе, излучающему 7-квант (или поглощающему его), а всей кристаллической решетке в целом. Ввиду того что масса кристалла значительно больше массы ядра, потери энергии при излучении и поглощении 7-лучей становятся весьма малыми. В этом случае наблюдается резонансное поглощение строго определенной частоты (е О и О 0), 394 [c.394]

Сейчас стало возможным наблюдать в ЯМР многоквантовые переходы и записывать спектры ЯМР в двух измерениях . Это достигается благодаря специальным методам импульсного возбуждения, в которых импульсы разделены правильно подобранными временными интервалами. Двумерный спектр напоминает контурную карту, на которой различные типы взаимодействий между ядрами распределяются по двум осям. В таком спектре сохраняются характерные различия резонансных частот (химические сдвиги), вызванные атомами, находящимися в непосредственном соседстве с наблюдаемым ядром. Например, такие сдвиги позволяют отличить СНг-группу от СНз-группы. Но, помимо этого, второе измерение позволяет фиксировать взаимодействия на большем уда- [c.223]

Влияние приложенного поля Вх на длительность импульса (тр) заключается в отклонении вектора Мо по направлению к оси у на угол в, определяемый произведением уВхТр (рис. 9.3-11). Таким образом, в конце импульса вектор макроскопической намагниченности имеет поперечную компоненту Му>. В течение времени набора, непосредственно следующего за импульсом, вектор Му> (который, конечно, вращается с частотой 1 1 в лабораторной системе координат) индуцирует сигнал в приемной катушке, который наблюдается в виде кривой свободного спада индукции (ССИ). Если в образце содержатся ядра в окружении атомов более чем одного вида, прецессирующие в постоянном поле Во, поперечная компонента будет в результате импульса расщеплена на несколько компонент. Эти компоненты вращаются (относительно медленно) в плоскости х у и генерируют в результате интерферограмму — кривую свободного спада индукции, подобную приведенной на рис. 9.3-8,а. Очевидно, на амплитуду кривой ССИ влияет выбор угла импульса в. Импульс под углом 90° соответствует максимальному сигналу. Такой импульс также играет важную роль в более сложных последовательностях импульсов, которые будут обсуждены позже. [c.213]

Ядерная спектроскопия (7-резонансная С., ГРС, мес-сбауэровская С.) основана на резонансном поглощении у-квантов атомными ядрами, происходящем без потери энергии на отдачу (эффект Мессбауэра). Такое поглощение возможно для ядер, входящих в состав твердых тел, когда импульс отдачи передается решетке и излучающее (поглощающее) ядро не изменяет своего положения в пространстве. В у-спектрах наблюдается линия с частотой, в точности соответствующей энергии 7-перехода, причем ее ширина совпадает с естественной шириной Г соответствующего ядерного уровня. Значения Г для ядерных уровней атома мало отличаются от значений для электронных уровней, однако острота резонанса, характеризуемая отношением Г к разности энергий Д ,у -того и /-того уровней, между к-рыми происходит переход, на четыре порядка меньше. Поэтому у-спектры чрезвычайно чувствительны к малейшим изменениям энергии испускаемых или поглощаемых квантов. Это приводит к тому, что метод ГРС может определять факторы, даже очень слабо влияющие на энергетич. состояние атома, напр, различие в строении внешних электронных оболочек ядер-излу-чателей и ядер-поглотителей (химич. сдвиг) или квад-рупольные расщепления линий для ядер, обладающих собственным квадрупольный моментом. [c.234]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология