Сверхтонкая структура магнитных взаимодействий

Именно орбитальный вклад в магнитный момент частицы меняет условия резонанса, что проявляется в значении -фактора (Ланде), и это первая характеристика спектра ЭПР. Второй важнейшей чертой, содержащей большую информацию, является сверхтонкая структура спектра, обусловленная электрон-ядерным спин-спиновым взаимодействием. В спектрах ЭПР анизотропных образцов, содержащих парамагнитные центры с 5 1, может наблюдаться также тонкая структура, связанная с расщеплением спиновых уровней энергии в нулевом поле, т. е. без наложения внешнего магнитного поля. Определенную информацию несет ширина сигналов ЭПР. Сам факт наблюдения спектра говорит прежде всего о том, что хотя бы какая-то часть образца содержит парамагнитные частицы или центры, т. е. имеет неспаренные электроны. [c.55]

Дополнительная сверхтонкая структура, обусловленная взаимодействием электронов с магнитными моментами ядер лигандов [c.391]

Сверхтонкая структура магнитных взаимодействий [c.122]

Магнитный момент неспаренного электрона может быть ориентирован во внешнем магнитном поле одним из двух способов параллельно или антипараллельно направлению индукции поля. Этим ориентациям отвечают различные энергии переходы между двумя соответствующими состояниями обусловливают возникновение полос в спектрах электронного парамагнитного (спинового) резонанса (ЭПР, ЭСР). В таких спектрах, как правило, обнаруживается сверхтонкая структура, вызванная взаимодействием неспаренного электрона с другими частицами, имеющими магнитный момент, например с протонами. [c.364]

Неспаренный электрон свободного радикала может взаимодействовать с магнитными моментами ближайших ядер. В этом случае в спектре ЭПР появляется несколько линий, которые образуют сверхтонкую структуру спектра. В качестве примера на рис. 7 пред- [c.24]

Сверхтонкая структура (СТС) возникает в спектрах ЭПР вследствие взаимодействия магнитного момента неспаренного электрона с магнитными моментами ядер, которые охватываются орбитальЮ электрона. [c.238]

Число и относительные интенсивности линий в мультиплете зависят от сочетания спинов во взаимодействующих группах. Сверхтонкая структура спектров не зависит от резонансной частоты. Действительно, поскольку расщепление отдельной линии вызывается локальными магнитными полями, не зависящими от резонансной частоты и внешнего магнитного поля, то и сама сверхтонкая структура спектра остается неизменной. [c.260]

Сверхтонкая структура спектров ЭПР. В состав радикала часто входят атомы, обладающие ядерным магнитным моментом, например атомы водорода. Магнитный момент неспаренного электрона взаимодействует с магнитными моментами ядер. В результате такого взаимодействия происходит расщепление линий ЭПР-спектра, т. е. появляется так называемая сверхтонкая структура (СТС) спектра ЭПР. Это позволяет по спектру ЭПР идентифицировать структуру свободного радикала. Например, ЭПР-спектр метильного радикала вследствие взаимодействия магнитного момента электрона с тремя эквивалентными ядерными магнитными моментами атомов водорода [c.298]

Магнитное (зеемановское) сверхтонкое расщепление мессбауэровской линии, типичный вид которого представлен на рис. Х.2, в, позволяет экспериментально измерять величину внутреннего эффективного магнитного поля //эФФ на резонансных ядрах (см. гл. XI, п. 2). В результате магнитных взаимодействий возникает сверхтонкая магнитная структура мессбауэровского спектра, состоящая из нескольких спектральных линий поглощения. Величина внутреннего эффективного поля определяется из разницы в положении центров тяжести крайних пиков расщепления (число максимумов поглощения, на которые расщеплена мессбауэровская линия, зависит от величины спина основного и возбужденного состояний ядра). [c.193]

В том случае, когда ядерные уровни мессбауэровских атомов, рассеивающих у-кванты кристалла, имеют сверхтонкую структуру, обусловленную магнитными или электрическими взаимодействиями ядра с окружающими его электронами, разрешенные мессбауэровские переходы имеют особенность, состоящую в существовании угловых зависимостей интенсивности компонент мессбауэровского спектра относительно направления сверхтонких полей на ядре. В результате, если в рассеивающем объекте имеются ядра с разными направлениями градиента электрического поля или внутреннего эффективного поля, то ядерная амплитуда рассеяния для таких ядер будет различна, что может привести к появлению [c.230]

Таким образом, сущность спин-спинового взаимодействия сводится к тому, что данное ядро или группа эквивалентных ядер через связующие электроны получает информацию о возможных спиновых состояниях соседней группы эквивалентных ядер в виде небольших составляющих магнитного поля, которые налагаются на внешнее магнитное поле Яц. В результате этого сигналы ЯМР высокого разрешения приобретают сверхтонкую структуру. Вид этой структуры зависит от числа и электронного окружения магнитных ядер, связанных с данным ядром. [c.86]

Сверхтонкая структура. Если в соединении кроме неспаренных электронов имеются ядра, обладающие спином / и соответствующим магнитным моментом (хл/, то возможно взаимодействие между электронным и ядерным магнитными моментами, которое приводит к расщеплению одиночной линии ЭПР на определенное число компонент. Такое взаимодействие называют сверхтонким, спектр имеет сверхтонкую структуру (СТС). СТС дает сведения о делокализации электрона, характерная СТС используется для идентификации соединений. [c.288]

Сверхтонкая структура. Если в молекуле имеются ядра, обладающие магнитным моментом (/ Ф 0), то с ними может взаимодействовать магнитный момент неспаренного электрона. Ядро со спином / во внешнем магнитном поле имеет 21 1 возможностей ориентации и дает столько же вкладов в В . В этом случае на неспаренные электроны действуют 21 Ч- 1 магнитных полей, в которых может происходить резонансное поглощение наблюдают расщепление линий на 2/ + 1 равноудаленные линии, которые рассматривают как сверхтонкую структуру. [c.267]

Наряду с тонкой структурой в спектрах ЭПР наблюдается сверхтонкая структура (СТС). Объясняется СТС взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с магнитным моментом атомного ядра. Возникновение СТС рассмотрим на примере парамагнитного иона u +, для которого S = /2 (один неспаренный электрон )и /=3/2. В магнитном поле оба уровня с Шз= 72 расщепляются на четыре подуровня, энергия которых меняется с увеличением поля линейно (рис. 93). При фиксированной энергии СВЧ-источника переходы с Amj = Q и Ams=l будут осуществляться при четырех значениях внешнего магнитного поля, результатом чего является возникновение СТС. Все линии СТС имеют одинаковую интенсивность, а потому они легко отличаются от сигналов тонкой структуры. [c.191]

Каждый радикал, вообще говоря, имеет свой характеристический -фак-тор, поэтому радикалы имеют разные частоты (Иц. За счет сверхтонкого взаимодействия неспаренных электронов с магнитными ядрами радикала уровни энергии спина неспаренного электрона расщепляются. В результате в спектре ЭПР радикала появляется сверхтонкая структура (СТС). Каждая компонента спектра соответствует определенной конфигурации ядерных спинов. Ядерные спины в разных конфигурациях создают разные локальные поля для спина неспаренного электрона и, как результат, для разных конфигураций ядерных спинов электронный спин радикала имеет разную резонансную частоту. [c.91]

Если -факторы радикалов равны, то интегральный эффект ХПЭ не формируется. Но за счет сверхтонкого взаимодействия может сформироваться мультиплетный эффект ХПЭ. Рассмотрим РП, в которой разностью -факторов радикалов можно пренебречь, но есть сверхтонкое взаимодействие с одним ядром со спином 1/2. Разобьем ансамбль всех РП на два подансамбля. В одном подансамбле спин ядра имеет проекцию +1/2, а в другом - проекцию -1/2. Соответственно в спектре ЭПР радикала А, содержащего магнитное ядро, появляется сверхтонкая структура, линия ЭПР расщепляется на дублет. В рассматриваемой ситуации одна компонента СТС соответствует резонансной частоте, которая меньше, чем резонансная частота спина-партнера по паре В (см. рис. 6). Другая компонента СТС соответствует резонансу на частоте, которая больше частоты резонанса для I спина-партнера В без магнитного ядра. В каждом подансамбле РП радикалы выносят из клетки интегральную поляризацию. В подансамбле РП с положительной проекцией ядерного спина интегральная поляризация спинов пары дается формулами, которые следуют из приведенных выше выражений [c.102]

Обычно радикалы имеют магнитные ядра. Сверхтонкое взаимодействие расщепляет линии ЭПР, оно вызывает сверхтонкую структуру спектра ЭПР, это взаимодействие индуцирует S-T переходы в РП (СТВ-механизм). В сильных магнитных полях приведенные выше результаты могут быть легко обобщены на РП, в которых проявляется СТВ-механизм синглет-триплетной конверсии пар. При наличии СТВ ансамбль РП можно разбить на подансамбли с разными конфигурациями ядерных спинов. В каждом подансамбле радикалы пары имеют резонансные частоты, которые определяются конфигурацией т ядерных спинов. [c.128]

Концентрационные ограничения в спектроскопии ЭПР значительно ниже, чем в ЯМР. Например, если для ЯМР Н и Р рабочий интервал концентраций водных растворов лежит в пределах 1—10 М, то для спектроскопии ЭПР он значительно шире от 1 до Ю " М. Для парамагнитных частиц с шириной линии 1Э минимально обнаруживаемое число частиц составляет З-Ю о (или 10 моль/л) [824] Аналогично спин-спи-новому взаимодействию, наблюдаемому в ЯМР, нередко проявляется сверхтонкая структура (СТС), обусловленная взаимодействием между электронным и ядерным магнитными моментами. Таким образом, в принципе по своим потенциальным возможностям применительно к химии комплексонов спектроскопия ЭПР является достойным эквивалентом ЯМР спектроскопии диамагнитных комплексонатов [c.433]

В то. че время взаимодействия неспаренного электрона свободного радикала с магнитными ядрами самого радикала ничем не затруднялись бы и в спектре появилась бы сверхтонкая структура. [c.154]

Если неспаренный электрон не взаимодействует с магнитными моментами находящихся вблизи ядер, то в спектре ЭПР наблюдается одиночная линия, соответствующая условию (2). При наличии такого взаимодействия в спектре ЭПР появляется несколько линий, положение каждой из которых определяется условием (4). (Здесь не рассматриваются случаи появления тонкой структуры, характерные лишь для кристаллов парамагнитных солей и редко наблюдающиеся при исследовании свободных радикалов.) Эти линии и представляют собой сверхтонкую структуру спектра. Далее мы остановимся на ней подробнее, поскольку она имеет наибольшее значение при исследовании свободных радикалов. [c.12]

Спектр ЭПР этого иона более сложен, чем снектр ЭПР серы [16] он имеет сверхтонкую структуру, поскольку магнитный момент электронного спина взаимодействует с ядерными спиновыми моментами протонов. Исходя из числа различных протонных окружений, которое может быть определено из симметрии молекулы, следовало ожидать двадцать пять линий, и все они были разрешены [27] все вместе они занимают около 27 гаусс (рис. 47). [c.213]

При еще большем разрешении наблюдается сверхтонкая структура пиков ЯМР. У этанола (рис. П4,б) пик СН3 расщепляется на три, причем средний вдвое больше остальных, тогда как пик СН2 расщепляется на четыре пика с отношением площадей 1 3 3 1. Эта сверхтонкая структура обусловлена влиянием спинов соседних ядер, но она на несколько порядков слабее, чем соответствующее расщепление в кристаллических твердых телах, поскольку оно передается с помощью совершенно иного механизма. Это не обусловлено непосредственным магнитным влиянием, а, наоборот, зависит от влияния, которое передается через связывающие электроны, спины которых слабо взаимодействуют со спинами ядер и тем самым действуют как переносчики между соседними ядрами. Так, для двух протонов имеются четыре равновероятные комбинации спинов двух протонов метиленовой группы (+7г, —V2). +7г). [c.354]

То обстоятельство, что неспаренный электрон входит в состав свободных радикалов, некоторых атомов, ионов, отражается не только на величине /-фактора, но и в большинстве случаев на виде линий поглощения в них появляется сверхтонкое расщепление спектра (сверхтонкая структура). Она обусловлена взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с магнитными моментами ядер, входящих в состав парамагнитной частицы. [c.314]

В парамагнитных частицах, содержащих ядра с магнитными моментами, появляется дополнительное магнитное сверхтонкое взаимодействие (СТВ) неспаренного электрона с ядрами. Зеемановские уровни (и соответственно линии спектра ЭПР) оказываются расщепленными появляется сверхтонкая структура спектра ЭПР, расстояние между компонентами к-рой определяет величину локального магнитного поля ядра у неспаренного электрона. Энергия электрона в этом локальном дополнительном ноле есть энергия СТВ обычно ее характеризуют напряженностью самого локального магнитного ноля и измеряют в эрстедах. [c.476]

ПервыЗ путь — использование явления, обнаруженного Стевен-сом [215] и Оуэном [216]. Оно состоит в том, что орбитальный магнитный момент непарного -электрона восстанавливается, если магнитный электрон распространяется по орбитам всей молекулы. Второй путь — это наблюдение сверхтонкой структуры в спектрах ЭПР оно позволяет оценить волновые функции магнитных электронов. Найденная Гриффитом и др. [217] аномальная сверхтонкая структура, обусловленная взаимодействием типа А1 3 электронного спина с ядерным (в спектре 1гС1 ), также может быть использована для оценки а и р. [c.256]

Так как многие атомы металлов 3ii-rpynnbi обладают магнитными ядрами, то в спектреЭПР часто наблюдается сверхтонкая структура, обусловленная взаимодействием электрона с этими ядрами. Ядро со спином / обладает 2/ + 1 ориентациями по отношению к направлению приложенного поля, и, следовательно, сверхтонкая структура состоит из 21 + 1 линий, равной интенсивности и находящихся на равном расстоянии друг от друга. Наиболее важные ядра, имеющие магнитные моменты, приведены в табл. 10.5. Для меди два изотопа имеют почти одинаковые магнитные моменты, так что обычно наблюдается один мультинлет, состоящий из четырех линий. [c.218]

Описанный выше механизм резонансного поглощения энергии должен приводить к единственной линии в спектре ЭПР — син-глету. Однако вследствие взаимодействия магнитного момента неспаренного электрона с магнитными моментами ядер, которые охватываются орбиталью электрона, в спектрах ЭПР возникает сверхтонкая структура (СТС). К числу ядер, обладающих собственным магнитным моментом, принадлежат Н, С, М, Ю, и некоторые другие. Так, магнитный момент протона создает в месте нахождения неспаренного электрона дополнительное магнитное поле АН. Поскольку во внешнем магнитном поле с напряженностью Но реализуются две противоположные ориентации магнитного момента протона (по направлению поля и против него), то одна часть неспаренных электронов окажется в суммарном поле Н = Но+АНи другая — в поле Н = Но—ДЯь Это обстоятельство вызывает дополнительное расщепление энергетического уровня неспаренного электрона и появление двух линий в спектре ЭПР. Расстояние между ними в спектре а = 2ДЯ1 называется константой сверхтонкого взаимодействия (СТВ). [c.224]

Еще одной характеристикой спектра ЭПР является сверхтонкая структура, происхождение которой связано с взаимодействием между магнитным моментом наспаренного электрона и спинами ядер. Это взаимодействие аналогично спин-спиновому взаимодействию в ЯМР (гл. 2, разд. 3). Константа сверхтонкого расщепления А, так же как и константа взаимодействия / в ЯМР-спектроскопии, выражается в герцах Расщепление обусловлено наличием магнитного момента у ядра, вокруг которого вращается электрон, или у расположенного поблизости ядра, а также присутствием другого неспаренного электрона. Иногда наличие или отсутствие расщепления позволяет делать важные в химическом плане заключения Так, в спектре ЭПР иона металла в комплексе расщепление под воздействием ядер лиганда будет наблюдаться только в том случае, если лиганд связан с ионом ковалентной связью [c.349]

На рис. 5.31 показан спектр ПМР 1,1,2-трихлорэтана, записанный при недостаточно высоком разрешении. Наблюдаются два пика, отвечающие протонам групп СНзС и СНС1г со своими сдвигами. Отнощение интенсивностей составляет 2 1. При высоком разрешении первая линия расщепляется иа две, а вторая — на три компоненты (рис. 5.32), т. е. наблюдается сверхтонкая (муль-типлетная) структура. Она возникает вследствие магнитного взаимодействия между ядрами, передаваемого через электроны связи, т. е. непрямого спин-спинового взаимодействия. Расстояния между компонентами не зависят от Но. Протон [c.339]

Комплексы ванадила в нефтях - ванадилэтиопорфирива дают спектр со сверхтонкой структурой, обусловленной взаимодействием не спаренного электрона ванадия с его магнитным ядром. Поскольку вся эта взаимодействущая система находится довольно глубоко внутри молекулы, то цри очень близком расположении ванадкловых комплексов между собой сигнал ЭПР продолжает со фанять сверхтонкую структуру, так как сами ядра ванадия продолжают почти незаторможенное вращение относительно орбитали свободного спина. [c.155]

Сверхтонкая структура спектров ЭПР обусловлена взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с магнитными моментами ядер, охватываемых молекулярной орбитой электрона. Если неспаренный электрон находится на атомной -орбите или молекулярной а-орбите, то это взаимодействие осуществляется непосредственно контактным механизмом, поскольку сферицргкяя 5-орбита обладает тем свойством, что плотность электрона, нахо- [c.12]

Чрезвычайно высокое энергетическое разрешение, наблюдаемое в опытах по эффекту Мёссбауэра Т/Ео == 10-1 —10 1 (Г— естественная ширина ядерного уровня, и — энергия ядерного У"Перехода>, позволяет не только измерять очень малые изменения энергии (—1С эв), но и наблюдать сверхтонкую структуру ядерных уровней, обусловленную магнитным дипольным и электрическим квадрупольным электронно-ядерными взаимодействиями. [c.874]

Третий тип взаимодействий, который можно исследовать с помощью мёссбауэровской спектроскопии,— это сверхтонкая структура уровней энергии ядра в магнитном поле, связанная с эффектом Зеемана. [c.200]

Спектры ЭПР-поглощения соединений переходных металлов более трудны для интерпретации, чем спектры радикалов, так как для переходных металлов нужно учитывать также орбитальные магнитные моменты. Однако эти спектры могут дать очень много ценной информации относительно тонких деталей уровней энергии. Сверхтонкая структура, обусловленная ядерными спинами, дает возможность судить о том, как распределены неспаренные электроны. Измерения часто проводятся на магнитно-разбавленных кристаллах. Это означает, что парамагнитные ионы включены в небольших количествах в сходную кристаллическую решетку из диамагнитных ионов. Таким образом, можно свести к минимуму возмущающее влияние соседних ионов. Так, например, кристалл Ыа2Р1С1е 6Н2О, содержащий 0,5% 1гС1б , дает пик, отнесенный к единственному неспаренному -электрону иридия. Этот пик имеет сверхтонкую структуру, которую можно объяснить только взаимодействием с ядерными спинами окружающих атомов хлора. Количественная интерпретация показывает, что электрон проводит 70% времени около иридия и 5% времени около каждого из хлоров (см. стр. 169). [c.364]

При растворении ДФПГ спектр ЭПР вначале уширяется вследствие уменьшения обменного взаимодействия, а затем при дальнейшем разбавлении возникает сверхтонкая структура, состоящая из 5 линий. При еще большем разбавлении наблюдается спектр, состоящий более чем из 100 компонент СТС [41]. С уменьшением обменных и диполь-дипольных взаимодействий по мере магнитного разбавления увеличивается и, оказывается зависящим от температуры. При концентрациях 10" моль л при 77 °К время Т1 10" сек [42]. [c.185]

Сверхтонкая структура линий для одноизотопного элемента обусловлена взаимодействием спинового момента ядра Р/ с результирующим моментом электронной оболочки PJ. В зависимости от ориентации моментов Р/ и PJ возникает добавочная энергия магнитного взаимодействия между ядром и оболочкой, которая ведет к расщеплению энергетических уровней, а следовательно, и к расщеплению спектральных линий. [c.27]

В большинстве свободных радикалов неспаренный электрон находится на орбитали, охватывающей несколько атолгав. Если хотя бы один из этих атолюБ имеет ядерный магнитный момент, то в результате взаимодействия люжду ядерным и электронным спинами энергетические уровни неспаренного электрона дополнительно расщепляются, и в спектре ЭПР возникает сверхтонкая структура <СТС). [c.113]