Диполь-дипольное спин-спиновое взаимодействие

Известно, что жидкие кристаллы — это частично упорядоченные системы (см. разд. 3.1 и 5.5.9 [280]). В среде жидкокристаллических растворителей небольшие анизотропные молекулы растворенных веществ частично ориентированы. Например, в такой среде возможно быстрое вращение молекулы растворенного вещества только вокруг одной из трех ее осей, что приводит к некоторому усреднению сигналов, но все же допускает возможность взаимодействия между магнитными диполями ядер, а также известную анизотропию химических сдвигов. Если молекулы растворенного вещества не могут вращаться с достаточно высокой скоростью, обеспечивающей усреднение диполь-дипольных взаимодействий (как это обычно бывает в газовой или жидкой фазе), то наблюдаются довольно сложные спектры ЯМР с большой шириной линий. Тем не менее положение и число линий в спектрах ЯМР веществ, растворенных в жидкокристаллических средах, позволяет определить углы между связями, относительные длины связей и знаки констант спин-спинового взаимодействия. Например, ограничение вращения индуцирует магнитную неэквивалентность ядер Н бензола, благодаря чему удается определить их различающиеся химические сдвиги и константы взаимодействия между орто-, мета- и нара-протонами. [c.482]

В заключение мы обсудим два механизма спин-спинового взаимодействия, которые играют лишь ограниченную роль или совсем не осуществляются в спектроскопии ЯМР высокого разрешения. Первый представляет собой прямое магнитное взаимодействие ядерных моментов через пространство, уже упоминавшееся раньше (разд. 3, гл, I). Его также называют диполь-дипольным или просто диполярным спин-спиновым взаимодействием. Как показывает качественное рассмотрение, это взаимодействие ведет к расщеплению резонансного сигнала на величину АВ [c.137]

В этих выражениях /дв, /дц и Удц обозначают обменные интегралы между частицами. Обменные интегралы зависят от расстояния между частицами, убывают по экспоненциальному закону с увеличением расстояния между частицами. Через gp (Р = А, В, В) обозначены эффективные значения фактора расщепления спиновых уровней энергии во внешнем магнитном поле, р - магнетон Бора. Чтобы не усложнять движение спинов, ограничимся учетом только обменного и зеемановского взаимодействия спинов. Вообще говоря, никак нельзя пренебрегать и диполь-дипольным спин-спиновым взаимодействием между парамагнитными частицами. Поэтому позже в этой лекции мы еще вернемся к обсуждению роли в спиновом катализе диполь-дипольного взаимодействия РП с парамагнитной добавкой. [c.62]

Как подчеркивалось в гл. I, настоящая книга посвящена главным образом спектроскопии ЯМР высокого разрешения. Таким образом, приложения ЯМР к твердым телам при наличии диполь-дипольных спин-спиновых взаимодействий (см. разд. 2.4 [c.364]

Здесь первый член описывает магнитное диполь-дипольное (спин-спиновое) взаимодействие электронов и ядер, а — соответствующие этому взаимодействию константы второй член — квадрупольное взаимодействие и последний — взаимодействие [c.161]

В этой главе мы рассмотрим несколько простых физических моделей, чтобы дать наглядное представление о том, почему и посредством каких механизмов релаксирует система ядерных спинов, помещенная в сильное магнитное поле или выведенная каким-либо способом из равновесного состояния. Иначе говоря, мы хотим рассмотреть, каким образом спиновая система приходит в равновесие со своим окружением, обычно называемым решеткой . Мы начнем с того, что покажем, как распределение частот молекулярных движений в образце влияет на времена релаксации ядер и почему медленные (низкочастотные) процессы влияют только на время спин-спиновой релаксации и не влияют на время спин-решеточной релаксации тогда как высокочастотные процессы (с частотой, равной резонансной, и выше) влияют и на Т1 и на Т . Мы покажем, что релаксацию обусловливает фурье-компонента с частотой со о. Равной резонансной для данного сорта ядер, и что величины Т1 и Га определяются интенсивностью (амплитудой) этой компоненты и величиной энергии взаимодействия, связывающего прецессирующие спины с молекулярными движениями. И наконец, мы используем полученные результаты для того, чтобы наметить путь вывода уравнений, дающих количественную связь величин Г1 и с диполь-дипольным, спин-спиновым и другими взаимодействиями, и приведем несколько примеров, показывающих, какую полезную химическую информацию можно извлечь из данных о релаксации. [c.77]

Рассмотренное магнитное взаимодействие между ядрами Н и В является прямым диполь-дипольным взаимодействием. Оно проявляется только в кристаллическом состоянии. В жидкости из-за беспорядочного молекулярного движения угол 0 хаотически меняется, что приводит к усреднению до нуля прямых диполь-дипольных взаимодействий поэтому в спектрах ЯМР жидкостей и газов спин-спиновое расщепление не должно возникать. Однако опыт показывает, что очень небольшое расщепление все же сохраняется даже при быстром беспорядочном движении. Правда, это расщепление имеет порядок 0,8 А/м, т. е. примерно в тысячу раз меньше, чем можно было бы ожидать для прямого спин-спинового взаимодействия. Наблюдаемое остаточное расщепление не является результа- [c.78]

Изучение эффектов ХПЭ может дать уникальную информацию о механизме химических реакций. Особенно важно то, что эффект ХПЭ прямо отражает спин-спиновые взаимодействия неспаренных электронов (обменное и диполь-дипольное). В следующей лекции излагается применение ХПЭ для изучения строения реакционного центра и кинетики переноса электрона в реакционном центре фотосинтеза. [c.104]

Резонансные частоты V, отличны от частот, которые наблюдаются в изотропной фазе, что вызвано влиянием анизотропии констант экранирования. Кроме того, Iц в матрице гамильтониана нужно заменить в диагональных элементах на / / - -а в недиагональных элементах — на /,-/ — О,-,-. В принципе скалярные взаимодействия могут определяться непосредственно из анализа, основанного на уравнении (IX. 31). Однако можно упростить задачу, если использовать данные анализа спектров в изотропной фазе. Важно отметить, что с помощью спектров ЯМР частично ориентированных молекул можно определить абсолютные знаки скалярных констант спин-спинового взаимодействия, если ввести предположение о преимущественной ориентации на основании известной молекулярной структуры. Наконец, следует подчеркнуть, что относительно простая форма оператора Гамильтона появляется только в том случае, если межмолекулярные диполь-дипольные взаимодействия могут быть исключены как следствие быстрых процессов диффузии в жидком кристалле. Заметим, что эти процессы отсутствуют в твердом теле. Кроме того, спектр самой жидкокристаллической фазы не наблюдается, или, точнее говоря, ои исчезает в шумах. Это объясняется относительно высокой степенью упорядоченности, которую обнаруживают сами жидкие кристаллы во внешнем поле Во, и большим числом протонов в этих молекулах. В результате тонкая структура спектров исчезает. [c.364]

Ранее отмечалось, что диполь-дипольное взаимодействие не вызывает никакого расщепления резонансных линий в спектрах ЯМР жидкостей, однако во многих случаях наблюдается расщепление, обусловленное непрямым спин-спиновым взаимодействием, которое передается через электроны связи. Непрямое (или косвенное) спин-спиновое взаимодействие называют еще скалярным, так как оно не зависит от ориентации спинов. Механизм [c.29]

Косвенное спин-спиновое взаимодействие ядерных моментов. В молекулах невязких жидкостей, несмотря на полное усреднение диполь-дипольного взаимодейст- [c.31]

Постоянное повышение требований к разрешающей способности спектрометров ЯМР объясняется сложной многокомпонентной структурой спектров ЯМР. Как уже указывалось ( 6), в жидкостях и газах прямые диполь-дипольные взаимодействия эффективно усредняются, так что естественная ширина линии достигает 0,01 Гц (т. е. уменьщается в миллион раз по сравнению с шириной линии ь кристалле). В этих условиях хорошо обнаруживаются слабые взаимодействия ядерного магнитного момента экранирование ядра электронами (химический сдвиг) и косвенное спин-спиновое взаимодействие (через электроны связей). Эти два взаимодействия определяются химической природой исследуемого вещества, что позволяет использовать спектры ЯМР как весьма эффективный метод установления структуры соединений. [c.34]

Двойной резонанс может сопровождаться так называемым ядерным эффектом Оверхаузера (ЯЭО). Это сложное явление (аналогичное хорошо известному электронно-ядерному взаимодействию) приводит к изменению распределения заселенностей ядерных энергетических уровней без изменения энергий переходов. Причиной возникновения ЯЭО является не спин-спиновое взаимодействие, которое лишь усложняет его и потому должно быть сведено к минимуму, а непосредственная диполь-дипольная релаксация, которая для пары одинаковых взаимодействующих ядер зависит от и от обратной величины шестой степени межъядерного расстояния (см. ур. 1.19). Оптимальные условия наблюдения эф- [c.60]

Ионная составляющая зависит от электроотрицательностей атомов А и В [16-. Ионный характер различных связей может быть оценен из совместного анализа постоянных спин-спинового взаимодействия ядер и электроотрицательностей соответствующих атомов [17] (рис. 2). Ионная составляющая, вероятно, несколько меньше, чем предполагалось ранее (например, Полингом). Это следует из расчетов Гиббса [18], который разбил дипольные моменты угловых и тетраэдрических молекул (таких, как аммиак) на составляющие дипольные моменты, обусловленные перекрыванием связей, атомными диполями и моментами неподеленных пар центральных атомов. [c.293]

В спектрах ЯМР твердых образцов влияние прямого диполь-дипольного взаимодействия близлежащих магнитных диполей ядер проявляется сильнее, чем в спектрах жидких образцов, что может затруднять определение химических сдвигов. По этой же причине для подавления спин-спинового взаимодействия в твердых образцах необходимо более мощное радиочастотное излучение, чем в спектроскопии растворов. Все это не позволяет использовать спектрометр ЯМР, предназначенный для жидкостей, при исследовании твердых тел (обратное неверно). [c.294]

Если время релаксации ядра 5 очень мало по сравнению с вкладом <1 5-взаимодействия т. е. если Гf мало по сравнению с 1/Л, то локальное поле Л5(/)/у1, создаваемое на ядре 1 ядром 5, флуктуирует с временем корреляции тз= Tf. В этих условиях, естественно, проявляется только среднее значение спин-спинового взаимодействия и в спектре ядра / наблюдается не ожидаемый мультиплет, а одиночная линия. Способом, аналогичным приведенному выше для диполь-дипольного взаимодействия, можно показать [27], что [c.95]

Может оказаться, что члены диполь-дипольного взаимодействия (41л), (43г) и (456) будут иметь расходящиеся средние значения. Однако только последний из них требует специального рассмотрения, так как в (43г)/ — обычно функция, соответствующая спин-спиновому взаимодействию, ведет себя так, что исключается любая возможность расходимости, могущая возникнуть от (41л). Расходимости при обращении с (456) можно избежать, если вычислять интегралы в пространстве импульсов (например, как в [8]) или [c.370]

В-третьих, введение в биологические системы стабильных органических молекул, содержащих свободные радикалы (спиновые метки) [71], расширяет возможности использования ЭПР для изучения таких спин-меченых систем. Спиновые метки могут быть присоединены к остатку аминокислоты в активном центре фермента или около него [72], а также могут быть включены в аналог субстрата [73]. В любом из этих случаев может быть оценена степень иммобилизации спиновой метки, связанной с белком, путем сравнения ЭПР-спектров для свободного и связанного состояний, а также может быть изучено действие различных агентов, например диамагнитного иона металла, на окружение спиновой метки [72]. В таких экспериментах спиновая метка действует как детекторная группа [74] и обнаруживается с помощью спектров ЭПР. Однако в присутствии парамагнитных ионов, например Мп2+ к Со +, спин-спиновые взаимодействия преобладают над процессами релаксации и вызывают заметное уменьшение амплитуды ЭПР-сигналов, обусловленных спиновой меткой, поскольку спины ведут себя так, как будто бы они зафиксированы в жесткой решетке [74а]. Этот эффект позволяет рассчитать расстояние между спинами с учетом времени корреляции диполь-дипольного взаимодействия [72, 74а]. Таким образом, использование специфичных спиновых меток для различных аминокислотных остатков или для различных участков активного центра делает возможным создание карты активных центров металлоферментов [746]. [c.452]

Спин-спиновое взаимодействие между электронами незаполненных оболочек атомов можно трактовать как диполь-дипольное взаимодействие. Оно приводит к перераспределению энергии внутри спиновой системы и также является одним из факторов, определяющих релаксационные процессы в твердых телах. Таким образом, чтобы наблюдать ядерный эффект Зеемана в парамагнетиках, необходимо обеспечить условия, при которых характерные времена спин-решеточной и спин-спиновой релаксации были бы достаточно велики. [c.72]

Спин-спиновое взаимодействие ядер. Ядра молекулы, обладающие отличными от нуля спинами и магнитными моментами, взаимодействуют между собой двумя путями. Во-первых, ядра, обладающие магнитными моментами, могут непосредственно взаимодействовать как магнитные диполи. Это так называемое диполь-дипольное взаимодействие ядер. Во-вторых, согласно предположению Гу-товского. Мак Кола и Слихтера, а также Хана и Максвелла, магнитные моменты ядер могут взаимодействовать между собой [c.463]

Методом спинового эха в двойном резонансе были измерены константы квадрупольного взаимодействия и в М(С0)50 и изучено прямое диполь-дипольное взаимодействие ядерных спинов. Из этих данных было рассчитано межъядерное расстояние Мп—О (1,61 0,01) 10- нм, прекрасно согласующееся с найденным методом нейтронографии (1,601 0,016) 10 нм. Для Мп(С0)5Н позднее было определено, что расстояние Мп—Н равно (1,59 0,02)Х Х10-> нм. Такие исследования пока очень редки, но являются примером того, что сходные данные могут иногда быть получены раз- [c.102]

Приведем теоретические соотношения для скорости продольной и поперечной парамагнитной релаксации свободных радикалов, обусловленной случайной модуляцией вращением радикалов анизотропных спин-спиновых взаимодействий диполь-дипольного взаимодействия неспаренного электрона с магнитным ядром со спином I (анизотропное сверхтонкое взаимодействие) и анизотропного зеемановокого взаимодействия неспаренного электрона с внешним магнитным полем (анизотропия -тензора). Эти меха- [c.31]

Диполь-дипольное взаимодействие. Каждая частица с неспаренным электроном является магнитным диполем с моментом [г, который создает локальное магнитное поле. Две частицы — диполи, находящиеся на расстоянии г, взаимодействуют друг с другом, что приводит к расщеплению линии поглощения. В среде, где таких частиц много, происходит уширение линии поглощения, вызванное диполь-дипольным взаимодействием. Обусловленная таким взаимодействием спин спиновая релаксация характеризуется временем Т . Вклад диполь-дипольного взаимодействия в ширину линии спектра ЭПР можно оценить, сняв спектр ЭПР при низкой температуре (например, температуре жидкого азота), когда спин-решеточным взаимодействием можно пренебречь. [c.298]

До сих пор в этой лекции речь шла только об обменном взаимодействии между парамагнитной частицей и радикалами пары. Но еще есть спин-спиновое диполь-дипольное взаимодействие. Оно также индуцирует S-T переходы в РП. В этом смысле нет принципиальной разницы между [c.68]

В реальных системах РЦ ориентированы в пространстве случайным образом. Параметры, определяющие спиновую динамику РП, а именно, зеемановские частоты спинов и диполь-дипольное взаимодействие неспаренных электронов, зависят от ориентации РЦ. Наблюдаемый в эксперименте спектр ЭПР складывается из вкладов всех РЦ. [c.107]

Наиболее важной проблемой, с точки зрения аналитического применения метода, является природа процессов релаксации в жидкостях. При рассмотрении возможности передачи энергии путем спонтанной эмиссии, теплового излучения, электрических взаимодействий показано, что найденные экспериментально времена релаксации Т, и Та, например, протонов воды могут быть объяснены лишь при учете магнитных взаимодействий между частицами через локальные магнитные поля. Локальные поля будут флуктуировать, поскольку молекулы в растворах совершают трансляционные, вращательные и колебательные движения. Компонента создаваемого таким образом переменного поля с частотой, равной частоте резонанса, вызывает переходы между энергетическими уровнями изучаемого ядра совершенно так же, как и внешнее радиочастотное поле. Скорость процесса, приводящего к выравниванию энергии в спиновой системе и между спиновой системой и решеткой , будет зависеть от распределения частот и интенсивностей соответствующих молекулярных движений. При эюм следует учитывать следующие виды взаимодействий магнитное диполь-дипольное, переменное электронное экранирование внешнего магнитного поля, эле.ктрпческое квад-рупольное взаимодействие (эффективное для ядер с / > /2), спин-вращательное, спин-спиновое скалярное между ядрами с разными значениями I. [c.739]

За время жизни пары ( М М ) происходит спиновая динамика, происходят переходы с изменением суммарного спина S. Одним из механизмов изменения S для пары триплетов является, например, диполь-дипольное взаимодействие двух неспаренных электронов в триплетной возбужденной молекуле. Из этих рассуждений видно, что аннигиляция триплетов формально аналогична рекомбинации радикалов имеется спиновое правило отбора для процесса, образуется промежуточное состояние пары реагентов, в котором осуществляется спиновая динамика, и пара может переходить из реакционноспособного состояния в нереакционноспособное и наоборот. В итоге, также как и для рекомбинации радикалов, аннигиляция триплетов обнаруживает зависимость от постоянного и переменного магнитных полей. [c.142]

Прямое взаимодействие ядерных спинов не обьясняет наблюдаемых эффектов спин-спиновой связи, так как быстрое молекулярное движение в жидкостях усредняет его до нуля. В действительности взаимодействие ядерных спинов в молекуле осуществляется через электронные оболочки. В основном эта связь обусловлена взаимодействием спина первого ядра с электронами по механизму так называемого контактного взаимодействия, впервые предложенного Ферми. Контактное взаимодействие, стремящееся ориентировать спины орбитальных электронов антипараллельно ядерному спину, возможно, только если электронная плотность вероятности на ядре значительна. В свою очередь частично ориентированные электроны влияют на магнитное поле вблизи второго ядра. Кроме того, взаимодействие магнитного поля ядра с орбитальным магнитным моментом электронов приводит к появлению тока валентных электронов. Существует также прямое диполь-дипольное взаимодействие ядерных и электронных спинов. [c.507]

Вещество, содержащее парамагнитные ядра, можно рассматривать как термодинамическую систему, в пределах которой можно выделить подсистемы ядерных спинов, ядерных электрических квадруполей, спинов неспаренных электронов и т. п. Они могут обмениваться энергией как между собой, так и с тепловым резервуаром — решеткой , т. е. веществом в целом, состоящим из атомов и молекул, имеющих колебательные, вращательные, поступательные степени свободы движения. Внутри спиновой системы можно выделить зеемановскую и дипольную подсистемы. Первая отражает взаимодействие ядерных спинов с внешним приложенным полем, а вторая — диполь-дипольные взаимодействия, т. е. взаимодействие каждого спина с локальным полем, создаваемым окружающими его соседними магнитными диполями. [c.251]

В условиях развитого молекулярного движения ранее единая спиновая новая система образца распадается вследствие ослабления межмолекулярных магнитных диполь-дипольных взаимодействий на спиновые системы отдельных макромолекул или даже на спиновые системы, образуемые внутри макромолекулы отдельными группами близко расположенных спинов, например, протонами групп —СНг— или СНз—. Функция затухания поперечной намагниченности в этом случае будет представлять суперпозицию функций спада для отдельных макромолекулярных или групповых спиновых систем, которые характеризуются собственными функциями спада [c.266]

Возникповепне сиин-спиновой связи удобно рассматривать на примере ядер со спином 1/2, например протонов. Теория спин-спинового взаимодействия базируется на том положении, что прямое диполь-дипольное взаимодействие, которое осуществляется в твердых телах, для жидкостей и газов в результате быстрого молекулярного движения усредняется до нуля. Тонкая структура в спектрах является следствием взаимодействия ковалентно связанных ядер через электронные оболочки в молекулах. Рассмотрим гипотетическое вещество, молекула которого содержит в себе магнитные ядра типа А и В. Ядро А в поле Но имеет два состояния — с низкой (а) и высокой ((3) энергией. Это справедливо также и для ядер В. Учитывая это, можно сказать, что в зависимости от своего состояния ядро А создает увеличение или уменьщение напряженности магнитного поля, при котором наблюдается резонанс ковалентно связанного с ним ядра В. Если пренебречь небольшим различием в населенности двух уровней, можно считать, что состояния аир равновероятны и резонанс ядер В проявляется в виде двух линий одинаковой интенсивности. Расстояние между линиями характеризует энергию спин-спиновой связи и называется константой спин-спинового взаимодействия. Если повторить рассуждения, окажется, что спектр ядер А будет состоять из двух линий с такой же константой спин-спинового взаимодействия. [c.74]

Уникальной особенностью спектров ЯМР частично ориентированных молекул является отмеченный ранее факт, что константы спин-спинового взаимодействия между эквивалентными ядрами становятся измеримыми. Частично ориентпроваппый бензол имеет особенно впечатляющий спектр в нем обнаруживается более 50 линий (рис. 1.Х. 39). Высокая симметрия этой системы существенно расширяет возможности спектрального анализа, проводимого с помощью гамильтониана, введенного в гл. V, в котором в дополнение к скалярному спин-спиновому взаимодействию учтены диполь-дипольные взаимодействия. В этом случае получим [c.364]

Взаимодействия между растворителем и растворенным веществом могут иметь неспецифический характер (таковы, например, дисперсионные, диполь-дипольные, индуцированный диполь-дипольные взаимодействия), а в протонных и ароматических растворителях могут быть и специфическими. Зависимость спектров ЯМР от природы растворителей впервые обнаружили Батнер-Би и Глик [226], а также независимо Ривз и Шнейдер [227] в 1957 г. С тех пор влияние растворителей на химические сдвиги (и константы спин-спинового взаимодействия) различных соединений интенсивно изучалось многими исследователями неоднократно публиковались и соответствующие обзоры [1—4, 228—237]. [c.466]

Для получения ЯЭО на ядрах применяют широкополосное насыщающее электромагнитное поле, воздействующее на протоны во всем диапазоне химических сдвигов ПМР. Насыщающее поле действует непрерывно во время съемки спектра ЯМР подавляя спин-спиновое взаимодействие углеродов с протонами и поддерживая неравновесную заселенность уровней для ядер При такой методике съемки достигают наибольшей чувствительности метода за счет вырождения сигналов ЯМР в синглеты и за счет использования ЯЭО, достигающих 200% (усиление сигналов в три раза). Максимальное усиление наблюдается при условии чисто диполь-дипольной релаксации ядер т.е. почти всегда для атомов углерода, несущих хотя бы один протон. Для непротонированных атомов углерода из-за их большей удаленности от других протонОЬ, входящих в молекулу, усиление за счет ЯЭО может не достигать максимального значения. [c.306]

В молекулах внешнее магнитное поле Я, индухщрует небольшие дополнительные поля, обусловленные диполь-дипольным взаимодействием, экранированием электронов, электронными спин-спиновыми взаимодействиями. В жидкостях вследствие броуновского движения магнитные поля, вызванные диполь-дипольным взаимодействием, усредняются до нуля, и условие резонанса зависит только от локальных магнитных полей, связанных со структурой молекулы. Эти дополнительные поля в 10 раз слабее по напряженности приложенного магнитного поля Яд, поэтому спектрометр ЯМР для исследования жидкостей и газов должен обладать высокой разрешающей способностью. Условия резонанса для отдельных ядер существенно различны, поэтому существует спекфоскопия ЯМР высокого разрешения для ядер Н, С, р, Р. [c.353]

Прежде чем переходить к этому вопросу, рассмотрим влияние межмолекулярных спин-спиновых взаимодействий на форму спектра ЭПР нитроксильных радикалов, причем анализ проведем раздельно для разных областей движения для замороженных матриц, в отсутствие движения радикалов в системе, и для Лчидко-стей, в которых радикалы перемещаются достаточно интенсивно. Два типа спин-спиновых взаимодействий парамагнитных центров— диполь-дипольное и обменное — имеют разный характер и по-разному проявляются в разных областях движения. Первое — обусловлено взаимодействием между магнитными моментами не- [c.95]

Ядерный эффект Оверхаузера возникает за счет вклада протонов в релаксацию ядер С. Более того, его величина определяется относительным вкладом диполь-дипольной релаксации — Н. Заметный вклад других отличных от диполь-дипольного механизмов в спин-решеточную релаксацию приводит к уменьшению ЯЭО. Для одной и той же молекулы интегральные интенсивности в спектре при полном подавлении спин-спинового взаимодействия с протонами могут варьировать в широких пределах, отражая различия в ядер-ных эффектах Оверхаузера. Особенно это относится к небольшим симметричным молекулам, для которых механизм диполь-дипольной релаксации не всегда преобладает даже для некоторых протонированных углеродов. В случае больших относительно жестких молекул, по-видимому, все атомы углерода релаксируют в соответствии с диполь-дипольным механизмом, как было показано Аллерхандом [6]. Для таких молекул в большинстве случаев реализуется максимальный эффект Оверхаузера. Однако даже в случае больших молекул некоторые не-протонированные углероды испытывают заметное влияние других механизмов релаксации и дают резонансные сигналы в спектрах — Н несколько уменьшенной интенсивности. В гл. 2 рассматриваются некоторые вопросы, связанные с интерпретацией значения фактора ЯЭО. [c.24]

В результате быстрого вращения молекул. Например, химический сдвиг протона в бензоле должен очень сильно зависеть от ориентации молекулы в магнитном поле. Однако, поскольку эта зависимость не имеет значения для газовой или жидкой фазы вследствие указанного выше усреднения, все протоны бензола поглощают на одной и той же частоте. В системах, где молекулы не могут вращаться достаточно быстро и не происходит усреднения спектра, важную роль приобретает спин-спиновое взаимодействие особого типа. (Вследствие этого в очень вязких жидкостях наблюдается уширение линий.) Оно представляет собой прямое взаимодействие через пространство магнитных моментов ( диполей ) ядер. Такое дипольное взаимодействие зависит от угла между прямой, соединяющей ядра, и направлением магнитного поля и в жидкостях и газах в результате усреднения обращается в нуль. Константы дипольного взаимодействия Dij убывают с расстоянием обратно пропорционально г а (где Гг, —расстояние между ядрами i и /), и, следовательно, эта зависимость может быть использована для точного измерения межъядерных расстояний. Например, дипольное взаимодействие в бензоле, по данным работы [57], характеризуется следующими константами Оорто — -639,45 Гц, —123,06 Гц и Dnapa = [c.337]

Возможен еще один механизм спин-спиновой релаксации. Предположим, что два ядра одного и того же изотопа Л и , имеющие антипараллельные спины, оказались в непосредственной близости друг к другу. Поскольку оба ядра прецес-сируют с точно одинаковой частотой, то при соответствующем согласовании фаз может произойти резонансное взаимодействие между ними, состоящее в одновременной переориентации обоих ядер (флип-флоп процесс). Такой процесс называют еще диполь-дипольным взаимодействием. Общая энергия системы спинов ядер А и В при этом не изменяется. Время спин-спиновой релаксации обычно обозначают Т . [c.25]

Иными словами, поскольку ЯМР-переходы инициируются осциллирующим магнитным полем, а при нормальных условиях регистрации спектра полей с подходящей частотой не так уж много, спиновая система ядра не имеет хорошей энергетической связи с окружающей средой. Мы будем строить нашу теорию релаксации на оценках эффективности инициирования ЯМР-переходов подходящими полями. Основным источником таких полей в растворе для ядер со спином 1/2 служит магнитное (диполь-дипольное) взаимодействие между ядрами, которое модулируется движением молекул. Следовательно, можно предположить, что скорость релаксации будет зависеть от таких параметров, как температура, вязкость раствора, размер н структура молекул и иногда напряженность постоянного магнитного поля. Эти сложные вопросы широко обсуждаются в классических учебниках по ЯМР, например в книгах Абрагама [5] и Сликтера [1]. [c.132]

Приведенные выше соотношения для времен релаксации Т р, и функции релаксации (спада) поперечной намагниченности справедливы при условии существования единой спиновой системы образца и изотропном характере молекулярного движения, когда при Тс- 0 диполь-дипольные взаимодействия ус-редняются полностью. В полимерах эти условия часто не выполняются. В зависимости от химической структуры и морфологии полимера, от интенсивности молекулярного движения спиновая система может быть как однородной (единой), так и неоднородной, т. е. распадаться на отдельные подсистемы (или фазы), характеризуемые собственной спиновой температурой. Подсистемы могут находиться в тепловом равновесии между собой, образуя единую спин-снстему, если процессы взаимного опрокидывания спинов (диффузии спинов) ведут не только к выравниванию локальных различий в поляризации (намагни- [c.262]