Радиоспектроскопия. Электронный парамагнитный резонанс

Среди радиоспектроскопических методов большое значение имеют методы магнитной радиоспектроскопии — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Эти методы основаны на том, что в веществе, помещенном в сильное магнитное 164 [c.164]

Ср( ди радиоспектроскопических методов большое значение имеют методы магнитной радиоспектроскопии — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Эти методы основаны на том, что в веш,естве, помеш,енном в сильное магнитное поле, индуцируются энергетические уровни ядер (ЯМР) и электронов (ЭПР), отвечающие изменению спина ядра или спина электрона. Спиновые энергетические переходы соответствуют поглощению квантов радиоволн. [c.147]

Другой метод радиоспектроскопии — метод ЭПР нашел в настоящее время широкое применение для исследования взаимодействия молекул с поверхностью твердого тела. Условием появления сигнала электронного парамагнитного резонанса в исследуемой системе является наличие неспаренных электронов. Поэтому наличие неспаренных электронов в структуре молекул адсорбированных соединений, а также наличие дефектов или парамагнитных ионов на поверхности или в объеме твердого тела создают возможности наблюдения сигнала ЭПР и исследования влияния взаимодействий на этот сигнал. Преимущество метода ЭПР по сравнению с классическими статическими методами магнитных измерений состоит в его высокой специфичности, поскольку на результаты измерений ЭПР не оказывает влияния диамагнетизм отдельных составляющих исследуемой системы. Благодаря этому чувствительность метода ЭПР значительно повышается. [c.24]

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ — область физики, изучающая электромагнитные спектры веществ в диапазоне радиоволн и микроволн с частотой от нескольких до 3 IQi Гц. Наибольшее значение в химии получили методы магнитной Р. ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Оба метода основаны на эффекте Зеемана — расщеплении спектральных линий микрочастиц или их систем на составляющие в магнитном поле. Например, если поместить вещество, в состав которого входит водород, в магнитное поле с напряженностью Я = 10 ООО а, ядра водорода, протоны, приобретают способность поглощать электромагнитные колебания длиной волны около 7 м, т. е. длиной ультракоротких радиоволн (частота 42,6 МГц). Причем эта длина различна для разных водородосодержащих веществ (т. наз. химический сдвиг частоты), что дает возможность делать выводы о строении молекул. Электроны в этом же магнитном поле поглощают микроволны длиной [c.209]

Далее идет область радиоспектроскопии (область спектроскопии ядерного магнитного резонанса, ядерного квадрупольного резонанса и электронного парамагнитного резонанса). [c.8]

Два вида магнитной радиоспектроскопии — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — основаны на одном принципе (см. ниже) и имеют то общее с обычной спектроскопией (в УФ, видимом и ИК-свете), что при применении этих методов происходит, в зависимости от особенностей строения вещества, поглощение электромагнитных волн определенных длин. Главное отличие магнитной спектроскопии от обычной заключается в том, что поглощение определенных длин волн при магнитной спектроскопии происходит лишь при наложении магнитного поля, в результате взаимодействия поля с магнитно некомпенсированными частицами — ядрами (ЯМР-спектроскопия) или электронами (ЭПР-спектроскопия). Второе менее принципиальное отличие — использование при магнитной спектроскопии более длинных электромагнитных волн — радиоволн. [c.59]

За последние годы методы магнитной радиоспектроскопии находят все более широкое применение в различных областях химии, биологии и физики. Особенно широко распространен метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), с помощью которого можно получать разнообразные сведения о структуре радикалов и ион-радикалов, о кинетике процессов с участием этих частиц, о различных внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействиях и внутренних движениях в жидких и твердых телах и т. д. Все эти сведения можно получить из спектров ЭПР, если есть возможность определить следующие параметры [c.3]

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]

Магнитная радиоспектроскопия — сравнительно новый, но, уже широко используемый в науке и технике метод. В его основе лежит явление магнитного резонанса. Это явление представляет собой процесс избирательного поглощения при определенных условиях квантов радиочастотного электромагнитного поля систе- мой спинов в веществе, которое находится в постоянном магнит> ном поле. В том случае, когда поглощение обусловлено электронными спинами, оно называется электронным парамагнитным резонансом (ЭПР) в случае, если энергию поглощают спины ядер, оно называется ядерным магнитным резонансом (ЯМР). [c.201]

Магнитная радиоспектроскопия. К методам магнитной радиоспектроскопии относятся ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Эти методы основаны на том, что в веществе, помещенном в сильное магнитное поле, индуцируются магнитные энергетические уровни ядер(ЭМР) и электронов (ЭПР). При этом энергетические переходы между магнитными уровнями соответствуют поглощению квантов радиоволн. [c.245]

Если частицы вещества способны избирательно поглощать (или испускать) электромагнитные колебания, частоты которых лежат за пределами далекой инфракрасной области, то возникает спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Спектр ЭПР отвечает переходам между магнитными уровнями электронов, а спектр ЯМР — переходам между магнитными уровнями ядер. В обоих случаях разница Еа— —Е1=ДЕ для соседних уровней очень мала и равна 10 — 10" дж. Такую энергию имеют кванты радиоволн высоких и сверхвысоких частот (10 — 10 гц, длина волны от 1 до 500 см). Эта область радиоволн применяется в радиоспектроскопии для расщепления магнитных уровней энергии атомов, молекул, ионов. [c.59]

Методы радиоспектроскопии — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — широко известные и активно применяемые методы для исследования электронного состо- [c.108]

Такое положение заставило исследователей в этой области очень внимательно относиться ко. всем попыткам привлечения новых методов, позволяющих получить более глубокие и полные сведения о свободных радикалах. Совершенно естественно поэтому, что внедрение в химию радикалов метода электронного парамагнитного резонанса, открытого Е. К. Завойским в Казани в 1944 г. и оказавшегося, как мы увидим ниже, исключительно плодотворным для этой области, было осуществлено в рекордно короткий срок. Если к моменту написания первой монографии по химическим применениям радиоспектроскопии в 1952 г. были опубликованы только три небольшие работы по изучению свободных радикалов этим методом, то к концу 50-х годов их число достигло многих сотен, а сейчас такие работы выходят десятками каждый месяц в самых разных химических журналах мира. [c.19]

Лишние электроны, или электронные дырки, также представляют собой точечные дефекты. Это установлено при экспериментальном изучении ионных кристаллов сравнительное исследование точечных и электронных дефектов в них позволило определить ряд свойств и тех и других. Для этого были проведены измерения электропроводности, чисел переноса, фотопроводимости, а относительно недавно были осуществлены измерения с помощью методов радиоспектроскопии, в частности метода электронного парамагнитного резонанса. Однако существуют и другие методы обнаружения дефектов решетки нанример, в некоторых случаях с помощью ионного проектора можно регистрировать атомы в междоузельных положениях и вакансии. [c.24]

Наиболее сильное развитие получили два метода радиоспектроскопии, использующие явление магнитного резонанса, — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Оба метода основаны на том, что при помещении вещества во внешнее магнитное поле происходит расщепление некоторых энергетических уровней атомов или молекул (явление Зеемана). [c.107]

Методам радиоспектроскопии (X >10 2 м) соответствуют изменению энергии состояния спинов ядер и электронов. Они включают метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и др. [c.308]

За последние годы метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) нашел широкое применение в физике, химии, биологии и медицине. С помощью этого метода можно проводить анализы соединений, содержащих ионы элементов переходных групп, свободные радикалы н бирадикальные газы изучать механизмы образования и поведения свободных радикалов в процессах полимеризации, катализа, пиролиза п в биологических процессах определять следы парамагнитных примесей в керамике, полупроводниках, углеводородах изучать влияние радиации на полимеры, кристаллы, биологические вещества идентифицировать различные парамагнитные вещества изучать природу химических связей в сложных молекулах. В связи с этим перед экспериментаторами встала задача создать специализированные спектроскопы, наиболее пригодные для оптимального решения узких задач радиоспектроскопии. [c.156]

Известно, что свойства резонатора как элемента тракта СВЧ с достаточной полнотой характеризуются резонансной частотой соо и добротностью Qo. Естественно, что в первых работах по технике электронного парамагнитного резонанса степень пригодности резонатора как элемента радиоспектроскопа оценивалась с помощью понятия добротности, широко распространенного при анализе цепей СВЧ. Добротность объемного резонатора является параметром, при помощи которого удается сравнивать между собой различные объемные резонаторы с потерями по их способности сохранять запасенную энергию в режиме собственных колебаний и по полосе пропускания для режима вынул- -денных колебаний. Величина добротности определяется соотношением [c.185]

Недавнее развитие радиоспектроскопии, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) сделало доступными два новых пути обнаружения свободных радикалов и метастабильных промежуточных соединений, образующихся в ходе химических реакци11. Атомы и радикалы с неспаренпыми электронами, помещенные в однородное магнитное поле, будут поглощать микроволны соответствующей частоты. Концентрации радикалов порядка 10 М могут быть обнаружены в пробе всего лишь 0,1 мл. Этим методом можно наблюдать многие радикалы и парамагнитные вещества. [c.99]

Радиоспектроскопия— см. Радиоспектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадруполъный резонанс. [c.236]

Наличие электронного спина и связанного с ним магнитного момента lie обусловливает возможность снятия вырождения спиновых состояний внешним магнитным полем и индуцирования переходов между ними. Эти переходы происходят с поглощением энергии электромагнитного излучения в микроволновой (30...2 мм) области (СВЧ диапазон 9...35 ГГц интервал значений индукции постоянного магнитного поля 0,34—1,25 Т), что и называют электронным парамагнитным резонансом. В зарубежной литературе используется термин электронный спиновый резонанс (ESR), однако в рассматриваемом методе радиоспектроскопии состояния из-за спинорбитальной связи не являются чисто спиновыми, поэтому более адекватно название ЭПР или даже парамагнитный резонанс. [c.54]

Расширяется круг доступных технологу тонких физических методов. Кроме традиционных дифракционных методов (рентгено- и электронография) применяют нейтронографию, мессбауэрографию, появились. методы каналирования тяжелых частиц и электронов Работы по изучению минеральных веществ и продуктов переработки невозможны без исследования их электронных и колебательных спектров. Развиваются новые спектральные методы, растет их значение. Вслед за эмиссионной и абсорбционной рентгеновской спектроскопией получили развитие электронная рентгеновская спектроскопия и ее раздел — оже-спектроскопия, которые открывают новые возможности изучения процессов и веществ. Ценную химическую информацию дает мессбауэровска (ядерная 7-резонансная)" спектроскопия, которая во многих научных центрах становится рядовым, широко применяемым методом. Достижения радиоспектроскопии (электронный парамагнитный и ядер-ный магнитный резонанс, в том числе в релаксационном варианте) обеспечивают возможность изучения жидких и твердых веществ почти всех элементов периодической системы. Давно используются магнитные измерения. Все чаще привлекается масс-спектрометрия. [c.200]

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ, совокупность методов исследования состава, строения и реакц. способности в-в, к-рые основаны на явлениях резонансного поглощения или испускания энергии радиочастотного электромагн. поля. В магн. Р. регистрирукл поглощение магн. компоненты поля, обусловленное переходами между уровнями энергии, к-рые возникают при взаимод. магн. моментов электронов или ядер с вкеш. пост. магн. полем (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). Магн. переходы могут наблюдаться и в отсутствии внеш. магя. поля. Так, в твердых телах ЯМР в основном обусловлен прямым взаимод. между магн. дипольными моментами ядер, а для ядер со спинами / > /г — также взаимод. их электрич. квадрупольного момента с неоднородными электрич. мол. полями (см. Ядерный квадрупольный резонанс). [c.491]

Другим разделом радиоспектроскопии является парамагнитный резонанс, основанный на поглощении радиочастотной энергии электронами атомов, которые находятся в магнитном поле. Явление парамагнитного резонанса наблюдается на атомах, которые имеют хотя бы один неснаренный электрон. [c.116]

По инициативе Н. А. Торопова была создана лаборатория, задачей которой стало развитие квантовоэлектронных представлений о тугоплавких окисных соединениях. Лаборатории было поручено наряду с использованием ранее применявшихся методов развивать исследования в области радиоспектроскопии — методами электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса. [c.94]

ЯМР- и ЭПР-спектроскопия (Радиоспектроскопия ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса), пер. с англ. под ред. Л. Л.Де-кабруна, Москва, 1964. [c.103]

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]

В работах В. В. Воеводского и его со-лрудников радиоспектроскопи-чесюие методы, в первую очередь метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), широко использовались для изучения кинетики и механизмов химических реакций и для исследо вания строения химических соединений, в том числе активных промежуточных продуктов реакций. [c.121]

Наиболее чувствительным методом обнаружения нескомпенсированных электронных снинов является метод электронного парамагнитного резонанса, позволяющий обнаружить уже lOi спинов на грамм (см. Радиоспектроскопи.ч). Определение чпсла неском-ненсированных электронов, приходящегося на молекулу химич. соединения, наиболее удобно осуществлять путем измерения магнитной восприимчивости Однако это возможно лишь тогда, когда концентрация молекул—носителей неспаренных спинов—составляет не менее 10 на грамм вещества. Следует также заметить, что сама магнитная восприимчивость % вещества слагается из двух величин X = Хр+ Xd Хр доля магнетизма, зависящего от самих песпаренных спинов (парамагнетизм), и — доля магнетизма, зависящего от всей остальной части вещества (диамагнетизм). Поскольку Хр падает с ростом темп-ры, а Xd не зависит от темп-ры, то при очень низких темп-рах Хр Xd- В этих условиях можно приближенно считать X Хр и не учитывать Хд вовсе. [c.502]

Рассмотрим вкратце изучаемые магнитной радиоспектроскопией явления. Электронный парамагнитный резонанс наблюдается в веществах, содержащих частицы с некомпенсированными электронными спинами. Таковы, например, многие соли переходных металлов, свободные радикалы и т. п. Если наложить на парамагнетик два взаимно перпендикулярных магнитных ноля — сильное постоянное и слабое переменное, то цри определенных условиях будет цроисходить избирательное (резонансное) поглощение энергии переменного поля веществом. Оно и называется парамагнитным резонансом. Условием резонанса является равенство иванта энергии переменного поля инте рвалу между энергетическими уровнями парамагнетика, возникаЮ(Щими при действии на него постоянного магнитного поля Я. Изме рения ЭПР производят путем плавного изменения напряженности поля Н при неизменной частоте V. В простейшем случае, когда расстояния между всеми соседними магнитными (спиновыми) энергетическими уровнями одинаковы, будет иметь место единственный максимум поглощения при выполнении равенства [c.357]

Отсюда ясно, что различные части белковой структуры участвуют в быстрых спонтанных движениях, отличающихся друг от друга по ряду параметров. Увидеть эти быстрые внутренние движения, измерить их характерные времена, определить места локализации в белковой глобуле стало возможным главным образом благодаря внедрению современных физических методов. Среди них решаюшую роль в исследовании динамики белка сыграли резонансные методы радиоспектроскопии (электронный парамагнитный, ядерный магнитный резонансы, ядерный гамма-резонанс), методы люминесценции, водородного обмена. Полная картина динамики [c.263]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология