Электронного парамагнитного резонанса ЭПР, ЭСР спектроскопи спектры

Основные специфические методы обнаружения и исследования строения свободных радикалов основаны на использовании спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Спектры ЭПР дают информацию о химическом строении радикалов, степени делокализации неспаренного электрона, о распределении спиновой электронной плотности по различным атомам частиц. Методом ЭПР можно обнаружить концентрации свободных радикалов от 10" моль/л. [c.216]

Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), известная также под названием спектроскопии электронного спинового резонанса (ЭСР), представляет собой метод, регистрирующий переходы между спиновыми уровнями неспаренных электронов молекулы во внешнем магнитном поле. ЭПР (ЭСР)-спектроскопия имеет дело с поглощением микроволновой энергии электромагнитного поля образцом, помещенным в такое поле. Поглощение представляет собой функцию неспаренных электронов, содержащихся в молекуле. Спектр ЭПР (ЭСР) — это зависимость поглощения микроволновой энергии от внешнего магнитного поля. [c.340]

Один из наиболее важных источников сведений о строении молекул и молекулярных уровнях энергии представляет собой спектроскопия. Например, спектры дают количественную информацию о длинах связей и валентных углах, частотах колебаний, энергиях диссоциации, дипольных моментах и форме кривых потенциальной энергии. Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса стали настолько необходимыми в химической практике, что они рассмотрены в отдельной главе. [c.361]

До сих пор, знакомясь с оптической спектроскопией, мы имели дело с дискретными уровнями энергии, расстояние между которыми определяется исключительно внутренним строением вещества. Наряду с такими методами исследования существуют спектроскопические методы, изучающие переходы между дискретными уровнями энергии, положение которых зависит от магнитного поля, приложенного к образцу. Не только электроны, но и ядра некоторых атомов имеют собственный магнитный момент, обусловленный наличием ядерного спина. Различные ориентации ядерного магнитного момента по отношению к внешнему магнитному полю отвечают разным энергиям системы. Переходы между такими квантованными уровнями изучает спектроскопия ядер ного магнитного резонанса. Переходы между уровнями, обусловленными разными положениями электронного магнитного момента в парамагнитных веществах по отношению к магнитному полю, являются предметом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Методы спектроскопии ЯМР и ЭПР имеют много общего близкая физическая природа возникновения спектров и одинаковые принципиальные схемы приборов. Однако далее мы ограничимся рассмотрением только ядерного магнитного резонанса как более универсального метода, нашедшего в настоящее время широчайшее применение в химии. Наиболее часто спектры ЯМР получают на ядрах Н, Р, С, "В, О, Практически в любом соединении можно найти ядра, дающие информативный спектр ЯМР, более того, спектры одного и того же соединения, снятые на нескольких разноименных ядрах, дают особенно богатую информацию. [c.469]

Изложенная теория, называемая флюктуационной теорией прочности, подтверждается большим экспериментальным материа- лом. Так, в настоящее время при помощи метода инфракрасно спектроскопии показано, что под влиянием нагружения появляются напряжения в химических связях основной цепи полимера. Методом Электронного парамагнитного резонанса (глава XII) показано, что при нагружении образуются свободные радикалы, причем в процессе нагружения сигнал ЭПР растет. Масс-спектроскопические исследования продуктов термодеструкции и механической деструкции одного и того же полимера показали, что спектры, полученные в обоих процессах, совершенно идентичны. Энергии [c.229]

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) является радиоспектроскопическим методом, при помощи которого можно исследовать взаимодействие радиоволн (электромагнитного излучения с большой длиной волны, м) с веществом. Фактически этот метод имеет мало общего со спектроскопией, так как излучение не разделяется в спектр (по отдельным длинам волн) при помощи призм или дифракционной решетки. [c.55]

Наиболее широкое распространение получили методы молекулярной спектроскопии (инфракрасная спектроскопия и метод спектров комбинационного рассеяния), электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса, которые играют ув настоящее время главную роль при изучении строения полимеров большое значение имеют также электронография, рентгенография и электронная микроскопия, [c.15]

Спектры ЭПР изучают с помощью приборов — радиоспектрометров. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса пригодна для исследования твердых, жидких и газообразных веществ. Метод используют для определения концентрации парамагнитных веществ, в радиохимии, фотохимии, гетерогенном катализе, химической кинетике. [c.330]

Для изучения процессов на поверхности твердых тел в последнее время применяются методы радиоспектроскопии (литература указана ниже). В настоящее время еще нельзя говорить о столь же широком применении радиоспектроскопии, как оптической спектроскопии, к исследованию химии поверхности и взаимодействий с поверхностью. Преимущества методов радиоспектроскопии перед методами оптической спектроскопии в исследовании молекул в газообразном, растворенном и Жидком состояниях в значительной степени теряются при применении радиоспектроскопии к решению проблем состояния поверхности твердого тела и взаимодействия с ней молекул. Однако изучение спектров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) весьма важно для исследования адсорбционных комплексов с переносом заряда. [c.19]

Совершенно очевидно также, что полнота и ценность информации, получаемой отдельными спектральными методами, будут существенно возрастать при комплексном использовании инфракрасной, ультрафиолетовой и люминесцентной спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного и квадрупольного резонанса и ядерного гамма-резонанса. При этом для целей исследования механизма взаимодействия и подвижности адсорбированных молекул наиболее благоприятно сочетание методов инфракрасной спектроскопии и метода ядерного магнитного резонанса. Для исследования центров адсорбции кислотной, природы важно сочетание инфракрасной спектроскопии е исследованием ультрафиолетовых спектров, спектров люминесценции и спектров ЭПР адсорбированных молекул. Все эти спектральные исследования, как и отмеченные выше исследования инфракрасных спектров, должны проводиться комплексно с рентгеноструктурными исследованиями, исследованиями поверхностных слоев методом дифракции медленных электронов, электронномикроскопическими, химическими и термодинамическими исследованиями. [c.438]

В настоящее время широко применяются физические методы исследования для определения строения органических молекул рентгеноструктурный анализ, структурная электронография, инфракрасная спектроскопия, комбинационное рассеяние света, дипольные моменты, электронные спектры поглощения, электронный парамагнитный резонанс, ядерный магнитный резонанс. Теория химического строения раскрыла неисчерпаемые возможности для синтеза разнообразных органических веществ с заранее заданными свойствами. [c.306]

Однако наиболее распространенным методом обнаружения радикалов является метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Этот метод использует постоянный магнитный момент, присущий радикалу за счет спина его неспаренного электрона (радикалы являются парамагнетиками). Спин электрона может быть равен -Ь /2 или — /2 (ср. разд. 1.1), что в присутствии внешнего магнитного поля соответствует наличию у радикалов двух различных уровней энергии. Между этими уровнями возможны переходы, реализация которых делает возможной регистрацию характеристических спектров поглощения. Спектроскопия ЭПР неспаренных электронов является, таким образом, аналогом ЯМР-спектроскопии ядер (например, Н, С и др.), которые также имеют постоянный магнитный момент. Неудивительно поэтому, что эти переходы наблюдаются в различных областях спектра неспаренный электрон имеет гораздо больший магнитный момент, чем протон, и для реализации соответствующего перехода требуется большая энергия. [c.345]

В повседневной практике химика-органика несравненно большее значение имеют спектроскопические методы, и здесь на первое место выдвинулся (открыт в 1946 г.) метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), основанный на взаимодействии магнитных моментов ядер (например, ядра водорода) с внешним магнитным полем. Метод протонного магнитного резонанса дает исчерпывающие сведения о химической природе, пространственном положении и числе атомов водорода в молекуле и тем самым о ее строении. Методы инфракрасной (ИКС) и электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, а также спектров комбинационного рассеяния света (СКР) выявляют функциональные группы, распределение электронной плотности, пространственное строение молекул органических соединений. Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для определения природы свободных радикалов, образующихся при химических реакциях, обусловлен взаимодействием неспаренного электрона парамагнитного соединения со внешним магнитным полем. Масс-спектроскопия (спектрометрия) путем определения массы и относительных количеств ионов, возникающих при бомбардировке электронами молекул, исследует их строение. Метод дипольных моментов устанавливает конфигурацию молекул и отчасти распределение в них электронной плотности. Повысился интерес исследователей к методу полярографии органических соединений (изучение пространственного строения, кинетики, таутомерии и т. д.). Большое значение имеет исследование термодинамических свойств органических соединений (например, при оценке их взрывчатых свойств). [c.10]

Основными экспериментальными методами исследования ион-радикалов являются спектроскопия электронного парамагнитного резонанса и электронная спектроскопия. Спектры ЭПР анион-радикалов содержат наборы характерных линий, а в электронных спектрах появляются новые длинноволновые полосы поглощения. [c.425]

Совершенно независимо от использования термодинамических данных, таких, как теплоты и энтропии адсорбции, для изучения промежуточных продуктов каталитической реакции на поверхности катализатора можно использовать прямые методы изучения состояния молекул. Недавно в этой области были достигнуты значительные успехи при использовании такого хорошо известного метода, как инфракрасная спектроскопия, который был соответствующим образом модифицирован для изучения адсорбции. Было сделано такн е несколько попыток исследовать электронные спектры адсорбированных молекул. Использовались и другие спектроскопические методы, особенно методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса. Кроме того, для изучения свойств веществ в адсорбированном состоянии оказались полезными и другие методы, позволяющие обнаружить изменения определенных характеристик твердых катализаторов [c.111]

При попытке объяснить другие спектры, найденные в той же самой области, был предложен еще один вид частиц — адсорбированный катион-радикал [39]. Помимо оптической спектроскопии, для изучения радикальных соединений был привлечен метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) дальнейшая работа по выяснению этой задачи была проведена на молекулярных ситах [20]. Возможно, катион-радикал является не просто продуктом взаимодействия углеводорода с кислотным центром, скорее здесь требуется, кроме того, и кислород. [c.396]

За время, прошедшее с момента открытия (1944 г.) Е. К. Завойским явления электронного парамагнитного резонанса, методом спектроскопии ЭПР получены подробные сведения о структуре многих органических и неорганических парамагнитных соединений. Вряд ли даже через несколько лет после этого открытия Завойского кто-либо из химиков представлял себе, сколь разнообразными окажутся системы, для исследования которых будет полезен метод ЭПР. В этой книге мы старались дать как можно больше примеров спектров ЭПР, чтобы показать многообразие применений метода. Мы не стремились охватить всю литературу в какой-либо одной области применений ЭПР, тем не менее в монографии приводятся ссылки на все важнейшие статьи и обзоры. [c.7]

Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса. Молекулы либо ионы, имеющие неспаренные электроны, обладают характерными магнитными свойствами. Ионы переходных металлов, свободные радикалы, молекулы, находящиеся электронном возбужденном состоянии, и т. п. часто обладают такими неспаренными электронами и, следовательно, магнитным моментом. Величину магнитного момента измеряют при помощи спектрометра электронного парамагнитного резонанса, и она может определяться химическим окружением электрона (см. рис. 7.9). Этот метод обладает высокой чувствительностью, сравнимой с чувствительностью спектроскопии в ультрафиолетовой области. Диапазон применения этого метода с точки зрения структуры определяемого вещества несколько ограничен в связи со сложностью интерпретации спектра. [c.173]

Гарифьянов Н. С., Данилова А. В., Ш а г и д у л-лин Р. Р., Оптика и спектроскопия, 13, 212 (1962). Электронный парамагнитный резонанс и спектры поглощения в видимой области спиртовых и глицериновых растворов Т1 +, [c.160]

Спектры атомов. При сообщении атому энергии изменяется по крайней мере одно квантовое число. Появляющиеся при этом сигналы относятся к видимой (800—200 нм) и рентгеновской (1 —10 А) областям спектра. В рентгеновской области спектра для аналитических целей используют сигналы, связанные с изменением главного квантового числа п. Интересные для аналитиков оптические спектры связаны в основном с изменением побочного квантового числа I (наряду с изменением и или т ). Ввиду большего разнообразия переходов оптические спектры имеют значительно большее число линий, чем рентгеновские. Если вырождение спинового момента электрона /Пз снимается внешним магнитным полем, то становятся возможными энергетические переходы с изменением т , дающие сигналы в микроволновой области (10 —10 Гц). Эти сигналы образуют спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Атомное ядро подобно электрону может обладать собственным вращательным моменгом, ядерным спином. Воздействие внешнего магнитного поля также снимает его вырождение, что делает возможным энергетические переходы в области радиочастот (10 —10 Гц). Получающиеся при этом спектры называют спектрами ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оба метода, ЭПР и ЯМР, относят к резонансной магнитной спектроскопии [c.177]

Существует еще много других физических методов исследования структуры молекул. Теснейшим партнером ИК-спектроскопии является спектроскопия комбинационного рассеяния света (КР). Структурную информацию получают также из микроволновых (МВ) спектров. В последние годы быстро развивается фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС), основанная на анализе электронов, выбитых из вещества под действием излучения. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в некотором смысле сходна с методом ЯМР, но основана на переориентации неспаренных электронов в молекуле. Помимо дифракции рентгеновских лучей используется дифракция электронов и нейтронов (электронография и нейтронография). Современные влектронные микроскопы позволяют увидеть> отдельные атомы. Каждый год появляются новые методы или модификации известных методов исследования структуры химических соединений. Наконец, в последние годы все шире применяются теоретические расчеты молекул методами квантовой химии. — Прим. перев. [c.27]

Оптические методы анализа основаны на измерении характе]5истик оптических свойств вещества (испускание, поглощение, рассеивание, отражение, преломление, дифракция, интерференция, поляризация света), проявляющихся при его взаимодействии с элекгромагнитшш излучением. По характеру взаимодействия электромагнитного излуч(шия с веществом оптические методы анализа обычно подразделяют на эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, молекулярный абсорбционный спектральный (спектрофотометрия, фотоэлектроколориметрия), люминесцентный, нефелометрический, турбодиметрический, рефрактометрический, интерферометрическиг поляриметрический анализ, а также спектральный анализ на основе спектров комбинационного рассеяния (раман-эффект) и некоторые другие методы, также использующие взаимодействие электромагнитного поля с веществом — ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерная гамма-резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра) и т. д. [c.516]

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]

В настоящем разделе приводятся результаты исследования методами ИК-спектроскопии, фотолюминесценции (ФЛ), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) синтетических монокристаллов алмаза. От- бирались полногранные кристаллы с зеркально гладкой поверхностью, достаточно прозрачные, что позволяло проводить исследования спектров поглощения. Кристаллы содержали небольшое коли- [c.427]

К Ф. м. а. относится масс-спектрометрия, к-рая позволяет определять в твердых и жидких в-вах почти все хим. элементы (пределы обнаружения до 10" —10 % по массе), а также является важным методом изотопного анализа и анализа орг. соединений. Ядерно-физ. методы, напр, активационный анализ, широка примен. при исследовании особо чистых в-в и геол. объектов. Активац. методы обеспечивают рекордно низкие пределы обнаружения элементов — до 10 г. Все шире использ. методы ядерного магнитного резонанса, ядерного квадрупольного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, электронной Оже-спектро-скопии, оптико-акустической спектроскопии и др. [c.621]

Магнитные методы обнаружения свободных радикалов. Методом электронной спектроскопии нельзя получить прямых доказательств существования свободных радикалов. Однако благодаря свойству парамагнетизма свободных радикалов их можно обнаружить путем определения магнитной восприимчивости и с помощью еще более эффективного метода электронного парамагнитного резонанса. Измерения ЭПР позволяют не только установить присутствие свободных радикалов в системах, для которых могут быть получены электронные спектры поглощения, но и в таких системах, электронные спектры которых трудно интерпретировать (например, сидно-ны) или даже зарегистрировать (например, алифатические свободные радикалы). Проведенное исследование кристаллического хлорофилла и этил-хлорофиллида также продемонстрировало эффективность применения ЭПР в фотохимии твердого состояния органических веществ [81. Этим методом удалось показать, что для активации дублетного состояния (т. е. радикального состояния, в котором спины неспаренных электронов нескоррелиро-ваны) требуется вода или такой акцептор электронов, как хинон, и что удаление воды приводит к ускорению распада этого состояния. [c.299]

Число известных в настоящее время структур и химических форм, образующихся при хемосорбции на поверхности твердых тел, довольно значительно. Этому мы обязаны в основном применению к изучению двумерных поверхностныхсоединенийдифракции медленных электронов, спектроскопии в видимой и инфракрасной части спектра, электронного парамагнитного резонанса и других современных методов исследования. Часть одних обнаруженных форм имеет близкие аналоги среди неорганических и органических молекул и кристаллов, часть — таких аналогов не имеет. В табл. 1.4 приведены некоторые из этих форм, представляющие интерес для катализа. [c.53]

Тот факт, что электрон, так же как протон, наблюдаемый с помощью спектров ЯМР, обладает спином, равным 72- вызывает естественное желание проверить, как он откликнется на внешнее магнитное поле. Однако электрон, входящий в состав электронной пары, не поделенной между атомами или участвующей в образовании связи, к внешнему полю совершенно глух он поглощен взаимодействием со своим собратом, спин которого противоположен и который ему гораздо ближе. Зато если электрон одинок, его реакция на внешнее поле оказывается в высшей степени бурной. На этом основана работа еще одного варианта радио- спектроскопии—метода электронного парамагнитного резонанса (ЭГТР). [c.331]

Из физич. методов исследования Р. с. получили широкое распространение спектральные (в видимой, УФ и ИК областях спектра), колориметрические, хе-милюминесцентные, хроматографические и масс-спектрометрические. Специфическими для Р. с. являются исследования магнитных свойств неспаренного электрона (метод Гюи). К наиболее эффективным методам исследования Р. с. относится газовая микроволновая спектроскопия и особенно метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (см. Радиоспектроскопия). [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология