Исследование веществ в магнитном поле

Физической причиной такого превращения является изменение равновесного ван-дер-ваальсового и кулоновского потенциалов золь-системы в результате появления частиц новой фазы, не несущих электрического заряда. В подобной системе появляются дополнительные силы ван-дер-ваальсового отталкивания, что может рассматриваться как изменение константы диссоциации воды. В результате изменений в силах взаимодействия ассоциатов в присутствии золь-частиц их избыточное количество распадается или происходит трансформация 2(1-структур. Данное представление подтверждается полученными ранее результатами по исследованию распределения ассоциатов в объеме жидкости, показывающими, что вблизи поверхностей раздела фаз плотность упаковки ассоциатов значительно ниже [58]. Результаты исследования структуры магнитного поля тонких пленок водных растворов веществ также свидетельствуют о низкой плотности ассоциатов в малых объемах (расстояние между магнитными доменами достигает 0,5 см [57]). [c.172]

ЯМР-спектроскопия основана на поглощении веществом, помещенным в сильное однородное магнитное поле, энергии радиочастотного излучения. Сущность этого физического метода исследования молекулярных структур излагается в специальных руководствах. [c.62]

Наряду с методами оптической спектроскопии для исследования органических соединений широко используется метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерный магнитный резонанс — избирательное взаимодействие магнитной компоненты радиочастотного электромагнитного поля с системой ядерных магнитных моментов вещества. Это явление наблюдается в постоянном магнитном поле напряженностью Но, на которое накладывается радиочастотное поле напряженностью Я , перпендикулярное Но- Для диамагнитных веществ, у которых спин атомных ядер равен 1/2 ( И, С, Р и др.), в постоянном [c.283]

Экспериментальные методы исследования ядерного магнитного резонанса позволяют непосредственно наблюдать сигнал резонанса и измерять продольное Х и поперечное Тз времена релаксации. В опытах по ядерному резонансу исследуемое вещество (образец) помещается в цилиндрическую катушку индуктивности настроенного высокочастотного контура, связанного с генератором высокой частоты. Перпендикулярно оси катушки прикладывается сильное постоянное магнитное поле Яо, поляризующее ядерные моменты в образце. [c.217]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Ко второй группе относятся радиоспектроскопические методы (исследование поглощения радиоволн в веществе, помещенном в магнитное поле), методы электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР), исследующие значительно более длинноволновые участки спектра, линии которых обусловлены энергетическими различиями молекул вещества в магнитном поле. [c.50]

ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯМР) — метод исследования структуры неорганических и органических веществ, в основе которого лежит резонансное поглощение электромагнитных волн веществом в постоянном магнитном поле, обусловленное ядерным магнетизмом. Я- м. р. является одним из новейших методов исследования открыли его в 1946 г. независимо друг от друга две группы американских физиков. [c.297]

Сущность электронного парамагнитного резонанса заключается н том, что вещества, содержащие электроны с неспаренными спинами и находящиеся в постоянном магнитном поле, могут поглощать радиочастотное электромагнитное излучение. Явление ЭПР было открыто советским физиком Е. К. Завойским в 1944 г., который, изучив некоторые его закономерности, расширил область исследования парамагнитной релаксации. Теоретическая интерпретация опытов Завойского была осуществлена в 1945 г. Я. И. Френкелем. [c.203]

Исследования внутренних эффективных полей на ядрах мессбауэровских изотопов и изучение механизма их происхождения чрезвычайно важны для понимания природы возникновения ферромагнитных, антиферромагнитных и ферримагнитных состояний. Исследование температурой зависимости величины внутреннего эффективного поля на ядре в магнитных веществах дает возможность исследовать магнитные фазовые превращения, определять значе-ния критической температуры магнитного перехода. [c.214]

Взаимодействие с магнитным полем дает возможность устанавливать магнитную проницаемость вещества, обнаруживать наличие свободных неспаренных электронов методом электронного парамагнитного резонанса, наконец, ядерный магнитный резонанс открыл путь к исследованию спиновых взаимодействий ядер это дало в руки химиков мощный метод установления тонкого строения соединений. [c.22]

Электростатическая модель оказалась также совершенно непригодной для объяснения магнитных свойств комплексных соединений. Исследование магнитных свойств вещества позволяет определить число неспаренных электронов. Вещества, имеющие неспаренные электроны, парамагнитны, молекулы втягиваются в неоднородное магнитное поле. Если все электроны спарены, вещество диамагнитно, т. е. молекулы выталкиваются из магнитного поля (однако значительно слабее, чем молекулы парамагнитных веществ притягиваются). Кроме того, известны ферромагнитные материалы, например железо, которые вследствие одинаковой ориентации большого числа спинов неспаренных электронов взаимодействуют с магнитным полем (втягиваются) значительно сильнее парамагнитных. [c.128]

Вращательные переходы отвечают энергиям и частотам, находящимся на границе инфракрасной области и области радиочастот. Значимость этого диапазона частот как такового для химии мала по сравнению с электронной и колебательной спектроскопией. Однако в сочетании с действием магнитного поля на вещество радиоспектроскопия позволила создать чрезвычайно эффективные методы исследования строения вещества — магнитную радиоспектроскопию или методы магнитного резонанса. [c.149]

Ядерный магнитный резонанс. Ядра атомов обладают механическим моментом количества движения. Благодаря наличию заряда в ядре это вращение вызывает появление магнитного момента отношение магнитного момента к механическому называется гиромагнитным отношением. Ядра, имеющие магнитный момент, ведут себя в магнитном поле аналогично маленьким магнитам, и, следовательно, при этом должно происходить расщепление энергетических уровней. Магнитные моменты ядер невелики, они гораздо меньше магнитных моментов электронов. У водорода (протона) и фтора магнитные моменты ядер больше, чем у других элементов, и поэтому исследования ЯМР часто проводят, изучая поведение ядер водорода или фтора в различных соединениях. Явление ядерного магнитного резонанса позволило сделать очень важные выводы относительно структуры молекул, взаимного влияния атомов в молекуле, действия растворителя на растворенное вещество и т. д. Этот метод относится к самым тонким средствам исследования структуры молекул. [c.65]

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), основанный на использовании явления резонансного поглощения электромагнитных волн парамагнитными частицами в постоянном магнитном поле, успешно применяется для измерения концентрации парамагнитных веществ, исследования окислительно-восстановительных процессов, изучения химической кинетики и механизма химических реакций и т. п. [c.31]

Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основан на использовании резонансного поглощения электромагнитных волн исследуемым веществом в постоянном магнитном поле, обусловленного ядерным магнетизмом. Метод ЯМР применяется для исследования комплексных соединений, состояния ионов в растворе, для изучения химической кинетики и т. п. [c.31]

Второй ступенью в развитии исследований магнитного эффекта по отношению к химическим процессам было открытие воздействия на них не только внешнего магнитного поля, но и внутреннего, создаваемого ядрами реагирующих частиц в тех случаях, когда эти ядра обладают магнитным моментом. Это новое явление было названо магнитным изотопным эффектом. В отличие от классического изотопного эффекта, зависящего от масс изотопных ядер, новый эффект зависит от магнитных свойств ядер. Величина его может в десятки и сотни раз превосходить величину классического эффекта. На основе этого эффекта был разработан новый способ фракционирования изотопов, который наряду с практической задачей разделения изотопных смесей позволяет решать задачи, относящиеся к химической эволюции вещества в геологических и космогонических масштабах путем анализа изотопного состава вещества и сравнения его с расчетным составом, вычисленным по магнитному изотопному эффекту. [c.164]

Исследование радиоактивного излучения пока зало, что оно является сложным. Если радиоактивный препарат, заключенный в непроницаемую для его лучей свинцовую капсулу с отверстием наверху, поместить в электрическое поле, то излучение распадается на три составные части, так называемые альфа-(а), бета-( ) и гамма-(у) лучи (рис. И1-3). Первые отклоняются к отрицательному полюсу они представляют собой поток частиц сравнительно большой массы, заряженных положительно. Вторые сильнее отклоняются к положительному полюсу они слагаются из частиц очень малой массы, заряженных отрицательно. Наконец, улучи представляют собой волны, подобные световым, но гораздо более короткие. Аналогичное расщепляющее действие на радиоактивное излучение оказывает магнитное поле (рис. П1-4). Все три вида лучей действуют на фотографическую пластинку, вызывают свечение некоторых веществ и т. д. [c.67]

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) основан на явлении поглощения электромагнитных волн парамагнитными веществами в постоянном магнитном поле. Парамагнитными свойствами обладают, в частности, свободные радикалы, для обнаружения и исследования которых и применяется метод ЭПР в органической химии. [c.361]

Открытие изотопов дало толчок к исследованию новых изотопных форм элементов и позволило точно определить атомные веса. Превосходные результаты были получены при изучении пучка положительно заряженных частиц, возникающих при ионизации изучаемого вещества в разрядной трубке. Пропуская этот пучок через электрические и магнитные поля в разрядной трубке, можно выделить те частицы, для которых отношение elm имеет одну и ту же величину. [c.20]

Масс-спектральный метод. Сложные газовые смеси разделяют на составные части, подвергая их действию сильных электрических и магнитных полей. Разделение происходит в соответствии с атомными или молекулярными массами отдельных компонентов смеси. Метод применяют при исследовании смесей изотопов, смесей инертных газов или сложных смесей органических веществ. [c.34]

Магнитоакустический резонанс — наиболее прямой метод изучения спин-фононных взаимодействий и получения информации о релаксационных процессах в спин-системах, об особенностях структуры и динамики внутрикристаллических, электрических и магнитных полей. Особую ценность представляет использование этого метода в изучении металлов, полупроводников и сверхпроводников, исследование которых с помощью электромагнитных полей обычно проводят только в поверхностном слое вещества. [c.390]

В экспериментах по ядерному магнитному резонансу (рис. 94) исследуемое вещество 1 помещают в резонатор, который расположен между полюсами электромагнита. Через резонатор пропускают радиосигналы, интенсивность которых отмечается регистрирующим прибором 5. При проведении исследования частоту радиоволн поддерживают постоянной, а напряженность магнитного поля постепенно повышают. [c.165]

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ [c.174]

Масс-спектр состоит из набора пиков, обусловленных рассмотренными выше ионами, причем массовое число каждого пика соответствует массе конкретного иона в единицах m/z. При использовании масс-спектрометров с магнитными анализаторами, которые обеспечивают сканирование по экспоненциальному или параболическому закону, возникает трудность в определении массовых чисел пиков, так как расстояние между пиками во всем диапазоне шкалы масс различно. Одним из способов решения этой проблемы является применение эталонных веществ, в масс-спектрах которых имеется набор пиков с известными массовыми числами. Современные масс-спектрометры, снабженные компьютерами, позволяют проводить калибровку, т.е. находить корреляцию между положением пика в спектре эталона и временем его выхода после начала сканирования или напряженностью магнитного поля. Эту процедуру обычно производят перед началом серийных исследований образцов, а калибровка может сохраняться длительное время, иногда в течение дня. Для проведения калибровки эталонное вещество напускают в ионный источник без введения исследуемого образца. Такая калибровка позволяет находить только целочисленные значения масс. [c.65]

Широкие исследования влияния магнитного поля на работающих в производстве каустической соды и хлора и на технологический процесс электролиза приобретают важное практическое значение такие исследования проведены в различных научно-исследовательских организациях — медицинских и технологических. Результаты проведенных исследований можно использовать для разработки правовых, лечебно-профилактических и технических мероприятий, направленных на запдиту персонала, обслуживающего мощные электролизеры, от воздействия магнитных полей, устранение влияния полей на процесс электролиза, охрану от загрязнения вредными и ядовитыми веществами окружающей среды и повышение экономических характеристик производства каустической соды и хлора. [c.37]

Электроны как отдельные частицы исследовались физиками, занимавшимися изучением электрических разрядов в разреженных 1азах при больших напряжениях. Катодные лучи представляют собой пучок электронов, оторванных от атомов газа. Дж. Дж. Томсон, изучая отклонение катодных лучей в электрическом и магнитном полях показал, что эти лучи образованы отрицательно заряженными частицами, и измерил отношение заряда этих частиц к их массе. Милликен завершил эти исследования, поставив опыт с капельками масла, благодаря которому удалось измерить заряд электрона. В сочетании с результатами Фарадея это позволило вычислить число Авогадро, т. е. число электронов, составляющих 1 Г заряда, или число частиц в моле любого вещества. Масс-спектрометр, потомок газоразрядных трубок Крукса и Томсона, представляет собой современный акаля тический прибор, в котором измеряется отношение заряда к массе любой атомной или молекулярной частицы, несущей на себе электрический заряд. [c.54]

Со(теасасеп), изображенная на рис. 13.5,Л. Жидкокристаллический раствор этого низкоспинового комплекса Со(П) помещают в магнитное поле, чтобы дать возможность молекулам сориентироваться (как молекулам жидкого кристалла, так и молекулам растворенного вещества), а затем его охлаждают. Эта операция схематически показана на рис. 13.5 . Спектр ЭПР на рис. 13.5,Г [4а] характеризует образец, ориентированный относительно магнитного поля, как изображено на рис. 13.5,5, в то время как спектр на рис. 13.5,Д характеризует образец, повернутый на 90° вокруг оси г (т.е. ось у параллельна полю) относительно приложенного поля. При повороте интенсивность части спектра, соответствующей 02, увеличивается, но участок спектра, соответствующий 31, остается без изменения. Можно легко ошибиться, предположив, что мы имеем аксиальную систему с соответствующим оси 2 (т.е. оси д , перпендикулярной плоскости), и д2 и д , соответствующими где и д одинаковы. Однако для молекулярной системы координат, определенной на рис. 13.5, Л, д должен быть отнесен к 33, д — к д и д —к 2-Эти отнесения в дальнейшем были подтверждены результатами исследования спектров ЭПР монокристалла [46]. При изучении жидкокристаллических веществ могут возникнуть сложности, если не показано, что молекулы жидкого кристалла не координируются с исследуемым комплексом. [c.209]

Среди современных методов исследования углеводородов необходимо еще отметить масс-спектрометрию. Под влиянием интенсивной бомбардировки ионами, например положительными, молекула исследуемого вещества разбивается на частицы, заря-жегпше противоположными зарядами. Если эти частицы пропускать через магнитное поле, то они отклоняются от прямого пути, и при одинаковом заряде их скорость пропорциональна их массам. Пр51 помощи масс-спектрометра (рис. 19) ионы группируютсл в серии спектров одинаковой массы число частиц и скорость движения этих спектров регист])ируют прибором. Количества каждой массы рассчитывают по спектрограммам (см. рис. 19). Масс-спектры неодинаковы но только у молекул различного молекулярного веса, но и у изомеров. Метод применяется преимущественно для исследования газов и паров легкокипящих веществ, но был использован также и для изучения более высокомолекулярных углеводородов [2, т. I]. [c.96]

МР-спектроскопия с импульсным фадиентом магнитного поля является чрезвычайно мощным инструментальным методом исследования динамических характеристик систем. К сожалению, несмотря на свои широкие возможности, он продолжает оставаться малодоступным по причине высокой стоимости и относительной уникальности оборудования. Метод импульсной ЯМ является одним из ответвлений классической ЯМР-спектроскопии. Ег о типичным применением является определение коэффициентов самодиффузии однокомпонентных чистых веществ и бинарных смесей. Долгое время считалось, что использование этого метода для таких сложных многокомпонентных смесей, как НДС, является малоинформативным и нецелесообразным. Однако пионерские исследования, проведенные в работе [17], на примере гудронов и битумов показали применимость этого метода для изучения высокомолекулярных НДС. Вы- [c.11]

Возникновение и развитие масс-спектрометрического метода. Основой для создания и развития масс-спектрометрического метода анализа послужили работы по исследованию электрического разряда в газах при низком давлении. Принципы анализа положительных пучков, состоящих из ионов, возникающих при бомбардировке молекул вещества электронами, были изложены в 1910 г. Дж. Дж. Томсоном [1]. В его методе парабол положительные ионы, двигаясь в узкой трубке, подвергались действию параллельно расположенных электрического и магнитного полей и, попадая на фотопластинку, образовывали на ней серии параболических кривых. На каждую кривую укладывались частицы, характеризующиеся одинаковым отнощением массы к заряду (т/е), но различной скоростью. При исследовании многоатомных молекул получалось несколько парабол, что указывало на диссоциацию молекул с образованием различных положительно заряженных осколков. Так, молекула O U дает параболы, соответствующие ионам С+, 0+, С1+, С0+, U СС1+ и O I2+. При анализе углеводородов также наблюдались осколки молекул. [c.5]

Открытие эффектов магнитного резонанса произошло в середине 40-х годов. В 1944 г. советский физик Е. К. Завойский впервые наблюдал поглощение электромагнитных радиоволн парамагнитным веществом, т. е. ему принадлежит заслуга создания метода ЭПР. Большой вклад в развитие этого метода внесли и дальнейшем также Б. М. Козырев, Д. Ингрэм и многие другие советские и зарубежные ученые. Что касается изучения переходов между ядерными зеемановскими уровнями в магнитном поле и разработки метода ядерного, в частности, протонного магнитного резонанса (ПМР) в конденсированных средах, то первыми в 1946 г. это независимо сделали американские физики Ф. Блох и Э. М. Парселл со своими сотрудниками. Конструирование и серийный выпуск промышленностью ПМР-спектрометров относится к середине 50-х, а ЭПР-спектрометров — к середине 60-х годов. Для спектроскопии ЯМР на других отличных от протонов ядрах приборы высокого разрешения стали производиться в 60—70-х годах. Бурное развитие и совершенствование экспериментальных и расчетных методов ЯМР и ЭПР на базе современной техники и ЭВМ за последние десятилетия привело к широкому и плодотворному их внедрению в химические исследования. [c.6]

МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ (масс-спек-трография) — метод исследования вещества по спектру масс атомов, атомных групп и молекул, входящих в его состав. Метод заключается в том, что ионизированные атомы и молекулы вещества разделяют Б электрических и магнитных полях по величине отношения массы к заряду иона mie) и регистрируют на соответствующих приборах (масс-спектрометрах). Из полученных масс-спектров находят величины масс и относительное содержание компонентов в [c.155]

Радиоспектроскопия уто со1 <)купность методов исследования состава, строения и реакционной способности веществ, которые основаны на явлениях резонансного поглоп ения или испускания энергии радиочастотного электр0магнитн010 поля. В магнитной радиоспектроскопии регистрируют поглощение магнитной компоненты поля, обусловленное переходами между уровнями энергии, которые возникают при взаимодействии магнитных моментов электронов или ядер с внешним постоянным магнитным полем. [c.248]

Для исследования магнитного резонанса вещество, состоящее из атомов с собственными магнитными моментами, подвергают одновременному воздействию двух магнитных полей постоянного поля В и перпендикулярного ему слабого переменного поля В . Покажите, что наблюдаемые при этом резкие максимумы поглощения энергии возникают при частоте переменного поля v=g M-ff/A27 . [c.37]

Приборы для определения ЭПР называют радиоспектрометрами. Они работают на частоте 9000 мегагерц, что соответствует магнитному полю 300 эрстед. Спектр ЭПР можно охарактеризовать по интенсивности, резонансному значению напряженности магнитного поля Я , ширине и форме линий, их тонкой и сверхтонкой структуре. Под интенсивностью спектра понимают площадь под кривой резонансного поглощения. Она пропорциональна числу парамагнитных частиц или их концентрации в исследуемом веществе. Метод ЭПР применяют в фотохимии, радиационной химии при исследовании ионных кристаллов, в реакциях со свободными радикалами, при одноэлектронных редокспроцессах, при каталитических реакциях. [c.453]

Далее, в процессе развития спектральных исследований было установлено, что при действии магнитного или электрического полей на исследуемые вещества спектральные линии расщепляются. Эти факты заставили учитывать взаимодействие магнитных полей электронных орбит в атоме между собой и с внешним магнитным полем. Суть этого взаимодействия состоит в том, что движущийся по замкнутым орбитам элекгрон создает магнитное поле подобно тому, как это имеет место в соленоиде. Это магннтное поле вращающегося электрона характеризуется магнитным моментом /х, взаимодействие которого с внешним полем определяет пространстветюе расположение электронной орбиты в атоме, что связано с изменением энергии электрона. При делении величины магнитного момента электронной орбиты на так называемое гиромагнитное отношение v = e/(2ni ) получают новую характеристику ilv=M , являющуюся проекцией углового момента количества движения М[ на направление внешнего магнитного поля. Поскольку энергия атома может изменяться только квантами. величина принимает лишь строго определенные значения, пропорциональные кванту действия [c.194]

Целесообразность применения экспериментального метода исследования с участием магнитного поля существенно зависит от поведения вещества в магнитном поло. По магнитным свойствам все тела делятся на диамагнетнки, парамагнетики, ферромагнетики, анткфсрромагнетики и феррнмагнетики (табл. 31.1). [c.707]

Проведен кристаллоструктурный анализ исследованных веществ. Выявлены сетки водородных связей в кристаллах ацетилсалициловой кислоты и п-ацетаминофена, изменения в которых вызывают активацию молекул, находящихся рядом с реагирующей, и приводят к автолокализации процесса. Сделано предположение о влиянии магнитного поля на сетку водородных связей в кристаллах посредством воздействия на магнитный момент бензольного кольца и функциональных фупп в молекуле лекарственного вещества. [c.48]

Химический функциональный анализ далеко не всегда позволяет однозначно установить структуру органических соединений. Некоторые группы дают сходные реакции. Иногда вещества в условиях определения оказываются неустойчивыми. Функциональный анализ не нозволяет судить о составе смесей, числе тех или иных групп и о макроструктуре вещества (простраиствеином строении, структуре кристаллов или жидкости, межмолекулярных взаимодействиях и т, п.). Вследствие этого существенную роль в исследовании строения и свойств соединений играют физико-химические, или инструментальные, методы анализа спектральные, электрохимические, хроматографические, радиометрические и др. Для установления структуры вещества чаще всего используют методы, основанные на взаимодействии вещества или смеси веществ, их растворов с различного вида излучениями. К ним относятся ультрафиолетовая, видимая, инфракрасная спектроскопия, метод люми-иесценцин, оптический и рентгеновский спектральный анализ, рефрактометрия, поляриметрия, метод ядерного магнитного резонанса. На взаимодействии с магнитным полем основан метод электронного парамагнитного резонанса, а последовательно с электрическим и магнитным — масс-спектрометрия. Некоторые из этих методов рассмотрены в посебии. [c.82]

Масс-спектрометрия (масс-спектрография, масс-спектроскопия) — метод исследования вещества по спектру (набору) масс атомов и молекул, входящих в его состав. Метод заключается в том, что ионизированные атомы и молекулы вещества разделяют в электрических и магнитных полях по величине отношения массы к заряду иона (mie) и раздельно регистрируют на соответствующих приборах (масс-спект-ро.метрах). Из полученного масс-спектра находят величины масс и относительное содержание компонентов в исследуемом веществе. М.-с. применяют для точного определения масс ядер, анализа изотопного и химического состава вещества, уста-навлении структуры молекул и др. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология