Электронное спин-спиновое взаимодействие

Так например, уровень триплетного состояния молекулы под влиянием электронного спин-спинового взаимодействия расщепляется в зависимости от симметрии электронной волновой функции, т.е. симметрии ядерного остова, на две или три компоненты. Чтобы убедиться в этом, достаточно рассмотреть матрицы гамильтониана (11) для [c.398]

До сих пор рассматривались электронные спин-спиновые взаимодействия. Однако, как было показано ранее, уширение компонент сверхтонкой структуры вызывается также динольным взаимодействием со спинами магнитных ядер. В жидких системах это уширение снимается быстрым изотропным вращением радикала. Однако если частота вращения недостаточно велика и сравнима с шириной линии, то вклад такого взаимодействия в ширину компонент СТС может быть значительным. Такой механизм приводит к уширению лишь крайних компонент спектра (случай так называемого симметричного уширения). [c.25]

Как было показано выше, слабые электронные спин-спиновые взаимодействия приводят к уширению линии. Однако при сильных взаимодействиях картина может значительно измениться. Это связано с появлением обменных сил при больших концентрациях парамагнитных частиц, когда расстояния между ними становятся малыми. На таких расстояниях, сравнимых с размерами частиц, появляется прямое перекрывание орбит неспаренных электронов, что приводит к усреднению всех локальных полей и к резкому сужению линии. [c.27]

ЭЛЕКТРОННОЕ СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ [c.156]

Эта конструкция (с введением в рассмотрение спинового гамильтониана) в настоящее время широко используется при интерпретации экспериментов по электронному парамагнитному резонансу истинный исходный гамильтониан заменяется на некоторый искусственный модельный гамильтониан, содержащий только спиновые операторы и численные параметры и подбираемый таким образом, чтобы он имел в качестве собственных значений рассматриваемые приближенные значения энергии. Таким образом, (6.1.9) дает в точности значения энергий синглетного и триплетного состояний Е = Q K, получаемые по формуле (6.1.4), если только подставить в (6.1.9) для среднего значения оператора скалярного произведения спинов значения—и /4. Все трудности проведения конкретных расчетов энергий, следовательно, теперь конденсированы в трудностях выбора правильных числовых значений параметров С и /С при использовании формулы (6.1.9) для нас совершенно не нужно знания пространственных частей полной волновой функции. Следует подчеркнуть вместе с тем, что здесь мы имеем дело с совершенно формальной математической конструкцией и фактически (если отвлечься от обычно малых релятивистских эффектов, рассматриваемых в гл. 8) нет никакого действительно физического электронного спин-спинового взаимодействия. Конечно, следует подчеркнуть, что теория, которая так элегантно вводит в рассмотрение простую формальную модель , задаваемую конкретным выбором значений эмпирических параметров, —теория, которая столь заманчиво [c.193]

Электронное спин-спиновое взаимодействие первый порядок) [c.285]

Электронное спин-спиновое взаимодействие второй порядок) [c.292]

По непрямому электронному спин-спиновому взаимодействию можно сделать ряд общих выводов, которые следует учитывать при интерпретации спектров. В отличие от расщепления, вызванного химическим сдвигом, расщепление за счет взаимодействия спинов ядер не зависит от величины внешнего поля Н . Влияние непрямого спин-спинового взаимодействия может сказаться на нескольких связях. Однако с увеличением числа связей между взаимодействующими ядрами оно быстро уменьшается. Если взаимодействующие ядра связаны более чем тремя а-связями, то расщепления чаще всего не наблюдается. Напротив, до девяти связей дальнего порядка можно обнаружить в том случае, если их взаимодействие происходит по я-связям. При взаимодействии ядер, характеризующихся равными химическими сдви гами, расщепления в спектре не наблюдается (например, при взаимодействии протонов СНз-группы). Вне пределов этого условия величины констант взаимодействия зависят от порядка связей и их геометрии в молекуле. Отметим, что они зависят и от длины связей, величины валентного угла, типа гибридизации в атоме, осуществляющем связь, и от электроотрнцательности имеющихся заместителей. [c.259]

В последнее время для исследования свободных радикалов с малой продолжительностью жизни стала применяться методика, основанная на эффекте, очень похожем на ядерный эффект Оверхаузера. При образовании радикала в магнитном поле магнитный момент электрона стремится расположиться вдоль поля, и образец становится намагниченным. Такое намагничение может вызвать изменение заселенности энергетических уровней ядер, которые связаны со свободным электроном спин-спиновым взаимодействием, что приводит к изменению интенсивности поглощения ЯМР. Этот эффект можно наблюдать при нормальной скорости развертки спектра ЯМР в течение некоторого времени (обычно порядка нескольких секунд) даже после того, как радикал прореагировал. Описанное явление удается использовать для определения структуры свободных радикалов в условиях, когда невозможно применение электронного парамагнитного резонанса. Подробнее метод химически индуцированной динамической поляризации ядер обсуждается в работе 108]. [c.331]

Непрямое электронное спин-спиновое взаимодействие. При достаточно высокой разрешаюи1,ей способности спектрометра ЯМР становится заметным влияние на спектр других локальных полей. Последние возникают вследствие ферми-контактного взаимодействия ядерного спина, ориентированного во внешнем поле Н , со спином электрона. Это приводит к возникновению электронной поляризации, которая вновь воздействует на соседние ядра (сверхтонкое взаимодействие). Вследствие существования 2/ + 1 различных возможностей ориентирования спина ядра А 8 поле (см. стр. 249) по этому механизму расщепления, в м сте нахождения соседнего ядра X возникают точно такие же многочисленные локальные ПОЛЯ вызывающие расщепление сигнала. Это сверхтонкое расщепление характеризуется константой сверхтонкого взаимодействии J, величину которой измеряют в герцах. В простых случаях она соответствует расстоянию между соседними линиями в мультиплете сигнала (рис. 5.23, б). Если п эквивалентных ядер А взаимодействуют с ядром X, то на ядро А оказывают воздействие 9.nJ + 1 различных дополнительных полей и мультиплетность расщепления сигнала оказывается равной [c.258]

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]

Характер сверхтонкой структуры - -резонансного спектра в основном зависит от магнитного состояния вещества, т. е. от того, является ли оно парамагнитным, ферромагнитным или антиферро-магнитным. В случае ферро-, ферри- и антиферромагнитных соединений электронное спин-спиновое взаимодействие намного сильнее [c.259]

Существует крайне важная теорема, называемая теоремой Крамерса согласно этой теореме, в отсутствие внешнего магнитного поля электронные состояния любой молекулы с нечетным числом электронов остаются по крайней мере дважды вырожденными. Эта теорема утверждает, что все взаимодействия — расщепление в поле лигандов, спин-орбитальное взаимодействие, электронное спин-спиновое взаимодействие — не могут снять вырожде- [c.199]

Электронное спин-спиновое взаимодействие сдвигает молекулярные зеемановские уровни даже в пределе В- 0, и поэтому появляется так называемое расщепление нулевого поля последнее впервые наблюдали Хатчинсон и Мангум [14]. [c.286]

Сложнее обстойт дело с углеводородом Чичнбабина ХЬ (п— = 2). Для него энергия возбуждения составляет 10,5 кДж, т. е. уже при комнатной температуре возможно термодинамическое равновесие с небольшим вкладом (1—3%) парамагнитных частиц. Такая небольшая примесь парамагнетизма не может быть обнаружена статическими магнитными методами, но обнаруживается методом ЭПР [95]. Однако здесь, как показал X. Мак-Коннел, возникает новая проблема, получившая название бирадикального парадокса [96]. Дело в том, что теория предсказывает для бирадикалов типа углеводорода Чичибабина значение электронного спин-спинового взаимодействия /=15-10 МГц, в то время как определенная экспериментально составляет всего лишь 70 МГц. Решить эту проблему удалось лишь при анализе спектров ДЭЯР [97]. Оказалось, что спектр ЭПР растворов углеводорода Чичибабина обу- [c.112]

Статические поля сверхтонкого взаимодействия, обсуждавшиеся в предыдущем разделе, были связаны с не зависящими от времени гамильтонианами. Эта аппроксимация несправедлива, когда эти поля флуктуируют благодаря процессам электронной релаксации. Обычно в парамагнитных системах решеточные электронные или межионные электронные спин-спиновые взаимодействия сильнее, чем внутриионные сверхтонкие взаимодействия, и в хорошем первом приближении достаточно сначала рассмотреть процессы электронных флуктуаций и уже затем — влияние этой релаксации на ядро путем введения зависящего от времени сверхтонкого взаимодействия (разд. II,Г). Впоследствии мы подытожим наиболее важные механизмы парамагнитной релаксации. [c.454]