Магнитные свойства. Электронно-ядерные эффекты

Участие (или /)-орбит центрального атома в образовании координационных соединений весьма существенно, т. к. оно определяет их главные свойства цветность, относительную устойчивость, магнитные свойства, ядерно-электронные эффекты и др. Известны две приближенные теории исследования электронного строения координационных соединений теория кристаллич. поля и теория поля лигандов (метод молекулярных орбит). Первая рассматривает подробно электронные состояния только центрального атома. При этом влияние лигандов обычно анроксимируется элект-рпч. нолем точечных зарядов или диполей, так что состояние центрального атома (или иона) в принципе не отличается от состояния выделенного иона в решетке кристалла. В таком приближении весь эффект [c.317]

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОННО-ЯДЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ [c.145]

Квантование магнитной энергии, продемонстрированное в этом эксперименте, является результатом расщепления электронных состояний, но оно справедливо и для состояний ядерного спина. Это показали своими опытами Раби и сотр., которые изучали поведение молекулярных пучков в приборе, схематически представленном на рис. 1.4. В этих экспериментах использовались только молекулы, для которых полный электронный магнитный момент был равен нулю, поэтому все наблюдаемые магнитные эффекты следовало относить к магнитным свойствам ядер. В этом опыте молекулярный пучок направляется наклонно между полюсными наконечниками магнита А, создающего неоднородное магнитное поле. Как было описано выше в опыте Штерна — Герлаха, в нем пучок расщепляется на два. Только парамагнитные молекулы по траектории а достигают щели, через которую они попадают в однородное поле магнита В. Затем они фокусируются в поле магнита С, неоднородность которого в точности противоположна неоднородности магнита А. Экран 5 служит детектором, с помощью которого можно измерить интенсивность молекулярного пучка, сфокусированного в точке М. Теперь если облучать молекулярный пучок в области между полюсами магнита В радиочастотным полем, то при определенной частоте, зависящей от напряженности поля магнита В, наблюдается резкое уменьшение интенсивности молекулярного пучка в точке М. При этом отношении частота — напряженность Поля выполняется условие резонанса (1.10). Вследствие погло- Дения энергии часть ядерных магнитных моментов изменяет [c.21]

Магнитные свойства веществ определяются наличием в атомах электронов и нуклонов. Однако магнитные эффекты, обусловленные электронами, в 10 раз значительней эффектов, возникающих за счет ядра, т. е. последние практически не сказываются на магнитных свойствах, интересных с химической точки зрения. Исключение составляют взаимодействия, регистрируемые с помощью методов ядерного магнитного и квадрупольного резонансов, и сверхтонкое взаимодействие ядерного спина со спином электрона, которое обнаруживается с помощью электронного парамагнитного резонанса. В настоящей главе будут обсуждаться магнитные явления, обусловленные только электронами. [c.471]

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

Все макроскопические магнитные свойства вещества в конечном счете определяются электрическими свойствами субатомных частиц, электронов и частиц ядра. Поскольку магнитные эффекты, возникающие за счет ядра н составляющих его частиц, примерно в 1000 раз слабее эффектов, обусловленных электронами, они обычно не сказываются заметным образом на магнитных явлениях, существенных с химической точки зрения. Это вовсе не значит, что химические свойства веществ никак не связаны с ядерным магнетизмом достаточно указать на метод ядерного магнитного резонанса, играющего столь важную роль в химических исследованиях. Однако сейчас интересны лишь свойства электронов и магнитные явления, обусловленные этими свойствами. В дальнейшем будет видно, что магнитные свойства всякого вещества связаны с числом и распределением неспаренных электронов в его атомах и ионах непосредственными и точными соотношениями. [c.18]

Рассмотренные выше теоретические модели синглет-триплетной эволюции в РП предсказывают принципиально иную возможность проявления изотопных эффектов, основанную на различии магнитных свойств изотопов (см. также [41, 25, 50]). Как следует из проведенного выше теоретического анализа, СТВ ядер с электронами в РП может привести к синглет-триплетной конверсии, т. е. к изменению мультиплетности РП. Поскольку энергии СТВ различны для разных ядерных изотопов, можно ожидать различия в эффективности рекомбинации радикальных пар, содержащих эти изотопы. Будем называть это явление магнитным изотопным эффектом [25, 50] в отличие от обычного кинетического изотопного эффекта. [c.175]

Строение и свойства ионных пар и их комплексов в растворах широко исследуются с 1960 г. методами ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса, кондуктомет-рии, ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Исследования методом электронного парамагнитного резонанса позволили, вероятно, наиболее полно описать строение ионных пар. Этим методом были изучены положение и движение одного иона относительно спаренного с ним противоиона, а также динамические эффекты, обусловленные ассоциацией ионов и сольватацией ионных пар. В то же время спектрофотометрические методы, в частности ультрафиолетовая и видимая спектроскопия, хотя и менее информативны, привлекают простотой получения и анализа данных. Эти методы применимы не только к парамагнитным молекулам, как ЭПР, и не требуют больших концентраций веществ, как это подчас необходимо при регистрации спектров ЯМР. [c.98]

За исключением изотопных эффектов легких атомов, ядро оказывает незначительное влияние на химическое поведение атома кроме того, оно определяет число электронов, окружающих его. Однако некоторые спектральные методы, особенно ядерный магнитный резонанс, зависят от специфических свойств ядер, таких, как магнитный момент и спин. [c.15]

Используемые в настоящее время методы изучения процессов окисления полимера включают измерение количества кислорода, поглощенного окисляющимся полимером, изучение изменений состава и свойств самого полимера или полимерного материала в ходе его окисления, изучение количества и состава летучих продуктов окисления, моделирование исследуемых процессов с помощью ЭВМ. Кроме этих методов при изучении окисления и других видов старения полимеров применяют методы электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [398], позволяющие идентифицировать отдельные типы свободных радикалов и следить за изменением их концентрации ядерного магнитного резонанса (ЯМР) [398, 399] и тонкослойной хроматографии [400], используемые для идентификации низкомолекулярных добавок, а также масс-спектроме-трии [401, 402] и газовой хроматографии [403—405], позволяющие анализировать летучие продукты деструкции. Существуют приборы, регистрирующие изменение массы (термогравиметрия) и тепловые эффекты (дифференциальный термический анализ) [c.218]

Сравнительно недавно в теорию ядра была введена важная концепция парных корреляций между движением ядерных частиц, аналогичная эффекту спаривания электронов в сверхпроводимости. Применение к деформированным ядрам обобщенной модели ядра, учитывающей эффекты спаривания, успешно объяснило и предсказало конкретные свойства ядерных уровней, такие, как вероятности переходов, магнитные и квадрупольные моменты, а также моменты инерции (в особенности для четно-четных ядер). Безусловно, для мессбауэровских экспериментов очень интересны значения статических ядерных моментов. Например, по упрощенной коллективной модели ядра (без учета спаривания) коллективное гиромагнитное отношение gR для первого ротационного уровня четно-четных ядер (спин 2+) должно равняться ZIA. Учет эффекта спаривания приводит к несколько меньшему, чем НА, значению Цв, причем эта величина должна колебаться в зависимости от числа нейтронов, что совпадает с результатами эксперимента. [c.338]

Л.А.Блюменфельд и А.А.Берлин с соавторами открыли новые магнитные свойства макромолекулярных соединений с системой сопряженных двойных связей. Эти вещества дают узкие сигналы ЭПР с -фактором свободного спина, интенсивность которых повышается с ростом сопряжения. Этот эффект является внутримолекулярным и характеризует основное состояние облака я-электронов. Спектры этих веществ в твердом состоянии характеризуются также наличием широких асимметричных линий ЭПР большой интегральной интенсивности. Эти результаты дали возможность совершенно по-новому интерпретировать спектры ЭПР углей. Так, по последним данным, в спектрах ЭПР некоторых углей и твердых продуктах их термической обработки обнаружены два сильно перекрывающихся сигнала — широкий и узкий. По-видимому, сигнал ЭПР дают как связи циклических многоядерных ароматических системах, так и алициклические сопряженные С—Ссвязи. В углях низких стадий зрелости размеры ядерной части недостаточно велики, а в углях высоких стадий зрелости отсутствуют алициклические двойные сопряженные связи. Таким образом, данные ЭПР также свидетельствуют о наличии в углях конденсированных ароматических систем или, по крайней мере, систем сопряженных двойных С—С<вя-зей, закономерно изменяющихся в ряду зрелости углей. [c.107]

В монографии рассматривается круг явлений, обусловленных влиянием электронных и ядерных сиииов иа скорость рекомбинации свободных радикалов в растворах. Излагается теоретическое и экспериментальное состояние проблемы влияния магнитного поля на процессы с участием свободных радикалов и триплетных молекул. Обсуждается новый изотопный эффект в радикальных реакциях, основанный на различии магнитных свойств изотопов. Широко освещаются вопросы, связанные с теорией и практическими приложениями новых методов исследования элементарных жидкофазных процессов — химической поляризацией ядер и электронов. [c.2]

Свойством, которое определяет силу взаимодействия, являегся величина ядерного заряда. Легче всего это можио понять, представляя себе наблюдателя, привязанного к вращающемуся на орбите электрону. On увидит качающееся вокруг него ядро ядро заряжено, поэтому ои окружен кольцом тока. Чем выше заряд, тем сильнее ток и напряженность созтавае.мого им магнитного поля. Этот эффект сильно зависит от атомного числа ядра, и в то время как спин-орбнтальнос пзан.модействне пренебрежимо мало в атоме водорода, оно велико в тяжелых атомах, подобных сере и хлору (около 380 и 580 см соответственно). [c.494]

В 1924 г. Паули для объяснения особенностей в структуре атомных спектров высказал предположение о том, что ядра некоторых элементов обладают магнитным моментом. Так как проверка этого предположения имела большое значение для теории строения ядра, были сделаны многочисленные попытки исследовать ядерный магнетизм, но только в 1946 г. двум группам физиков (под руководством Блоха и Пурселла) удалось открыть метод, позволяюш жй рзучать этот эффект на протонах в веществах, находящихся в любом агрегатном состоянии. При этом вскоре выяснилось, что спектры ЯМР зависят не только от свойств самого ядра, но и от окружения, в котором оно находится, а именно от электронного экранирования ядра. Так открылась возможность изучения природы химической связи в различных молекулах, качественного указания на присутствие отдельных групп в соединениях (функциональный анализ), их количественного определения н т. д. [c.262]

Метод возмущенных угловых корреляций. Основным ограничением ЯГР-спектроскоиии является то, что эффект Мессбауэра удается наблюдать далеко не на всех элементах. Доиолнительные возможности исследования взаимодействия электронных оболочек атомов многих элементов с их ядрами связаны с наблюдением угловых корреляций, т. е. распределений по углам между направлениями вылета последовательно испускаемых ядром Р-частицы и у-кванта или двух у-квантов. Угол между этими двумя направлениями при такой каскадной, многоступенчатой дезактивации ядра не является однозначно заданным, и поэтому вид угловой корреляции проявляется с достаточной надежностью лишь в более или менее длительном эксперименте, при регистрации для каждого заданного угла между направлениями вылета большого числа Py" или у7 Совпадений, обеспечивающего необходимую статистич. (вероятностную) точность измерений. Характер угловой корреляции для голого ядра, лишенного электронных оболочек, онределяется исключительно свойствами ядерных уровней, между к-рыми происходят р- или у-переходы. Взаимодействие квадрупольного и магнитного моментов промежуточного ядра, образующегося после первого (Р- или у-) перехода, с молекулярными и кристаллич. электрическими и магнитными полями приводит (jnpn времени жизни промежуточного ядра 10 ч—10 1 сек) к искажению (возмущению) корреляции, свойственной голому ядру угловое распределение приближается к сферически симметричному. Поэтому вид возмущенных угловых корреляций может быть использован для получения количественной информации о внутримолекулярных полях, о структуре электронных оболочек атомов и молекул. Теория метода возмущенных угловых корреляций развита довольно подробно, но применение этого метода в химич. исследованиях лишь начинается и представляется одной из важных будущих задач Я. х. [c.536]

В облученных полимерах образуются свободные радикалы, и можно наб.людать одновременно электронный парамагнитный резонанс и ядерный магнитный резонанс. При насыщении электронных переходов интенсивность сигнала ЯМР увеличивается (эффект Оверхаузера). Это явление используется для получения поляризованных протонных мишеней и для изучения свойств облученных полимеров . [c.289]

От специалиста, изучающего и применяющего кристаллофосфоры, требуется большая разносторонность. Это связано прежде всего с тем, что при решении многих вопросов необходимо использовать совокупность различных методов. К ним относятся методы, основанные на исследовании различных оптических и в особенности люминесцентных характеристик кристаллофосфоров, их электрических и фотоэлектрических свойств, эффекта Холла, ЭПР и магнитной восприимчивости (см. первую и вторую части книги). В некоторых случаях важную информацию дают метод дифракции рентгеновых лучей, термография и химический анализ (примеры ЭТОГО были приведены в третьей части книги). Физическая химия кристаллофосфоров, как это видно из всего рассмотренного материала, стоит на стыке многих разделов науки — физики твердого тела, оптики, атомной физики, термодинамики, химической кинетики, электрохимии, неорганической химии, кристаллохимии, химии поверхностных явлений и т. д. Мы полагаем, что читатель знаком с основами этих наук в рамках программ высших учебных заведений, готовящих специалистов в области электронной и ядерной техники, а также физики, химии и технологии неорганических материалов. Поэтому мы ограничились преимущественно рассмотрением специальных вопросов, которые составляют предмет физической химии кристаллофосфоров. [c.320]

Поскольку новые методы исследования тесно связаны со стереорегулярностью полимеров, в книге приведена отдельная глава но определению микротактичности. Только одна глава книги — фракционирование—составлена с препаративной точки зрения. Но даже в этом случае выбраи один метод — экстракционная хроматография применительно к полиолефинам. В шести главах изложены методы, которые можно отнести к категории оптических. К ним относятся использование поляризованного излучения и дейтерированных образцов в инфракрасной спектроскопии, двойное лучепреломление и светорассеяние твердыми полимерами, дисперсия оптического вращения, поляризационная флуоресценция, дифракция рентгеновских лучей под малыми углами и дифракция электронов. В главе о ядерном магнитном резонансе рассматриваются только спектры высокого разрешения. Двумя термометрическими методами являются дифференциальный термический анализ и новый метод измерения тепловых эффектов при механической деформации. Остальные пять глав посвящены свойствам растворов и некоторым другим свойствам светорассеянию и осмометрии при повышенных температурах, ультрацентрифугированию в градиенте плотности, двойному лучепреломлению в потоке, эластоосмометрии и полимерным монослоям. [c.7]

Здесь рассмотрены некоторые проблемы, которые представляются особенно актуальными в плане настоящего сборника. Вряд ли можно дать какой-нибудь простой единый рецепт их решения. Но можно думать, что одним из условий успеха является продуманное комплексное сочетание традиционных количественных методов изучения кинетики, термохимии и равновесий хемосорбции с современными физическими методами изучения состава, строения и свойств хемосорбционных соединений. Причем это требуется как для более простых модельных систем, так и особенно для реальных сложных катализаторов, находящихся в реальной среде катализа. Измерения электронных характеристик и спектроскопия адсорбционного состояния, заслун енно занявших видное место на нашем совещании, надо смелее сочетать с применением электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса предельных разрешений. Там, где это возможно, богатую информацию могут дать мессбауэров-ские спектры, шире следует использовать изотопный обмен и изотопные кинетические эффекты и хроматографические методы. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология