Локальные магнитные поля на ядрах в кристалле

Рассмотрим теперь случай монокристалла, в котором определенное число различных дипольных магнитных взаимодействий приводит к широкой резонансной линии с плохо разрешенной или совсем неразрешенной структурой. АН является среднеквадратичной величиной локальных магнитных полей, созданных на ядре N всеми другими ядерными диполями кристалла, которая усреднена по всем возможным спиновым состояниям других ядер. Ширина линии определяется известным соотношением Ван-Флека. В простейшем случае в единичной ячейке кристалла содержится п идентичных ядер, которые обладают ядерным магнитным поглощением. Для этого случая второй момент равен [c.52]

ЛОКАЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ НА ЯДРАХ В КРИСТАЛЛЕ [c.5]

Рассматриваемая симметрия соответствует скалярному локальному преобразованию симметрии в расширенной системе кристалл плюс поле излучения. Локальное векторное преобразование дает возможность описывать симметрию магнитных полей на ядрах мессбауэровских атомов, а комбинация этих преобразований — комбинированные сверхтонкие взаимодействия на резонансных ядрах. [c.244]

В случае кристаллического вещества с жесткой решеткой линия поглощения в спектре ядерного магнитного резонанса очень широка. Это связано с тем, что ядра находятся под действием локальных полей, зависящих от расположения ядер в решетке. Чем сильнее эти поля меняются в кристалле, тем шире линия. Когда в кристалле имеется такая же подвижность, как в жидкости, движение молекул усредняет эти поля и линия ядерного магнитного резонанса сужается. [c.493]

Возникающие в жидкостях флуктуирующие локальные магнитные поля усредняются из-за относительно свободного движени я молекул. Поэтому непосредственное взаимодействие магнитных моментов ядер в жидкости невозможно (хотя в кристаллах, где усредненные повремени локальные поля велики, этот процесс доминирует в формировании спектра ЯМР). Следовательно, в жидкостях или растворах влияние мгновенных спиновых состояний передается от одного ядра к другому через систему валентных электронов, образующих химическую связь. У данной ковалентной связи суммарный спиновый магнитный момент электронов равен нулю, так как электронные спины спарены. Однако ядерный магнитный момент вызывает небольшую магнитную поляризацию электронов, образующих связь, кото- [c.79]

По спектрам ЯМР можно судить о природе связи в магнитных кристаллах. Величина магнитного поля, действующего на данное ядро, зависит не только от напряженности внешнего поля, но также от локального поля, обусловленного диполь-дипольным взаимодействием соседних ядер и атомов. Определяя резонансную частоту, нетрудно измерить величину зеемановского расщепления энергетических уровней ядер в данном магнитном поле. По величине расщепления и известным магнитным моментам различных ядер можно определить общую величину поля в области ядра. Исследуя спектры при разной ориентации кристалла по отношению к внешнему магнитному полю, можно получить угловое распределение локального магнитного поля. Зная свойства локального поля, можно определить природу сил связи между атомами и ионами в твердом теле. Например, в антиферромагнетике Мпр2 в локальное магнитное поле вблизи иона Мп вносят вклад как электроны, участвующие в образовании связи, так и соседние парамагнитные ионы марганца. Вклад р- и -электронов в связь и степень ковалентности можно вычислить, так как ионная и ковалентная структуры [c.83]

Ядро (имеющее заряд и угловой момент) и постоянный магнит-еще два источника магнитного поля, которые удобно описывать в терминах магнитных диполей (рис. 5.5). Вектор ц, использовавшийся в предыдущих главах для обозначения ядерного магнетизма, совпадает с направлением диполя стрелка указывает воображаемый Северный полюс (С). Для наших целей вполне достаточно представлять себе взаимодействие ядер как усиление или ослабление одним ядром поля В , в точке расположения другого (рис. 5.6). Результат этого усиления или ослабления называется локальным полем иа ядре, создаваемым другими ядрами. Ориентация ядерных диполей определяется внешним полем, но их относительные положения зависят от положения молекулы в целом, поэтому локальное поле на ядрах одного типа неодинаково в различных молекулах. В аморфных стеклообразных растворах или в поликристал-лнческих порошках положения отдельных молекул можно считать фиксированными, ио их ориентации не одинаковы, что приводит к образованию целого диапазона резонансных частот и уширению линий. В монокристаллах, напротив, может быть только несколько или вообще одна относительная ориентация диполей, и диполь-дипольное взаимодействие непосредственно проявляется в спектре в виде расщепления линнй, величина которого зависит от ориентации кристалла в магнитном поле. Заметьте, что это прямое магнитное взаимодействие намного превышает обычное скалярное спин-спнновое взаимодействие, но довольно часто превышает н разность химических сдвигов ядер. В результате изменение резонансной частоты может составлять много килогерц. [c.153]

В общем случае форма линии, обусловленная днпольными полями, несколько отклоняется от чисто гауссовой за счет упорядоченного расположения диполей в решетке. Когда два ядра находятся относительно близко друг к другу и имеются еще другие ядра, обладающие магнитным моментом и отстоящие от первых на большие расстояния, как, например, в гипсе [47] Са304 2НгО, то две эквивалентные молекулы НгО в кристалле дают два резонансных пика за счет двух основных локальных полей, действующих на протон вследствие двух возможных-ориентаций соседей. Линии для групп с большим числом ядер, таких, как —СНд и МН [48], также обнаруживают заметную структуру. Лове и Норберг [49] вывели общее выражение для формы линии, обусловленной дипольным взаимодействием. Обычно это не гауссова форма. [c.20]