Эффекты магнитного взаимодействия

В статическом магнитном поле напряженностью Н помимо ядерного квадрупольного взаимодействия 5 появляется еще один эффект — магнитное взаимодействие с магнитным дипольным моментом ядра л Рл . Гамильтониан этого магнитного взаимодействия определяется выражением [c.209]

ЭФФЕКТЫ МАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ [c.17]

Основное внимание мы уделим факторам, влияющим на энергию, необходимую для поглощения у-квантов образцом. Существуют три типа взаимодействий ядер с химическим окружением, которые приводят к небольшим изменениям энергии, необходимой для поглощения 1) сдвиги резонансных линий за счет изменения в электронном окружении, 2) квадрупольные взаимодействия и 3) магнитные взаимодействия. Эти эффекты дают информацию, имеющую значение с химической точки зрения, и будут рассмотрены в первую очередь. [c.287]

Анализаторы для определения содержания кислорода существуют магнитные и поляризационные. В анализаторах магнитного тина исследуемая проба подвергается воздействию магнитного поля. Кислород обладает сильными парамагнитными свойствами, и чем больше кислорода будет в смеси, тем сильнее проявится эффект магнитного поля. В анализаторе поляризационного типа кислород взаимодействует с водородом и вызывает деполяризацию электролитической ячейки. [c.10]

Эффекты магнитострикции и магнитного взаимодействия позволяют возбуждать акустические волны как в ферромагнитных металлах, так и в магнитодиэлектриках. Электродинамический эффект позволяет возбуждать акустические волны в любых токопроводящих материалах. В ферромагнитных металлах, например в железе, действуют одновременно все три эффекта, поэтому работу ЭМА преобразователей рассматривают в целом. [c.68]

Радиочастотное магнитное поле в металле может проникать лишь на небольшую глубину (около 5-10 см), поэтому метод ядерного резонанса позволяет изучить слои лишь у поверхности. Кроме того, спин-решеточная релаксация в металлах определяется магнитным взаимодействием ядер с электронами проводимости, которое приводит не только к расширению линии, но и к ее сдвигу. По этим связанным между собой эффектам можно судить о состояниях электронов у границы распределения Ферми. [c.534]

Как уже отмечалось в первой лекции, в этих лекциях речь идет только о влиянии сравнительно слабых магнитных взаимодействий на скорость химических реакций. Например, энергия сверхтонкого взаимодействия в СНэ радикале на 5 порядков меньше, чем тепловая энергия кТ при комнатной температуре. Но это взаимодействие способно обеспечить синг-лет-триплетные (S-T) переходы в РП за несколько наносекунд. В силу малости энергии тех взаимодействий, которые ответственны за обсуждаемые магнитные эффекты, они не оказывают заметного влияния на константы равновесия, а могут только ускорить или замедлить элементарные стадии реакции. Поэтому речь в этих лекциях идет о кинетическом магнитном эффекте в реакциях. Магнитный эффект проявляет себя в конкуренции различных каналов преврашения в элементарных стадиях реакции. [c.30]

Спектры ЭПР нестабильных радикалов можно получить, зафиксировав их в стеклах, матрицах замороженных благородных газов или кристаллах. Если радикалы расположены упорядоченно относительно кристаллических осей, можно исследовать эффекты, обусловленные анизотропией магнитных взаимодействий. [c.515]

Недавно открыт новый тип изотопного эффекта - магнитный изотопный эффект. В основе теории влияния магнитного поля на скорость протекания химических реакций лежит фундаментальный закон сохранения момента количества движения. Этот закон, естественно, распространяется и на собственный момент количества движения электронов и ядер (спин). Поэтому в системах, в которых отсутствуют взаимодействия электронных спинов с орбитальными моментами или со спинами ядер, любые изменения суммарного спина запрещены. Этот запрет частично снимается при наличии упомянутых выше взаимодействий, поскольку открываются каналы передачи количества движения на другие электроны и ядра. [c.483]

Итак, спектр протонного резонанса органической молекулы состоит из многих сигналов, если в молекуле имеются химически различные водородные атомы, и, сверх того, возможно расщепление, возникающее из-за взаимодействия через спаренные электроны между соседними магнитными ядрами. Однако эти детали спектра могут наблюдаться только в жидком состоянии вещества или в растворах, так как в твердом состоянии сильные эффекты прямого магнитного взаимодействия полностью закрывают тонкую струк-туру, обусловленную химическим сдвигом. [c.34]

Настоящую главу мы начнем с изложения основных положений теории оператора плотности и, в частности, тех ее аспектов, которые используются для объяснения импульсных экспериментов ЯМР в жидкостях и твердых телах. В разд. 2.1 мы запишем уравнение движения оператора плотности. Свойства системы задаются полным гамильтонианом Ж, который управляет движением всей молекулярной системы. Однако для магнитного резонанса достаточно знать только приведенный спиновый гамильтониан который включает в себя только переменные ансамбля ядерных спинов (разд. 2.2). Этот спиновый гамильтониан не учитывает зависящие от времени случайные взаимодействия между спиновой системой и ее окружением. Однако эффекты таких взаимодействий можно представить через релаксационный супероператор, рассматриваемый в разд. 2.3. В заключительном разд. 2.4 мы обсудим проявление химического обмена. [c.29]

Вытянутая форма спектральных линий на рис. 9.10.3 вызвана неоднородным уширением за счет эффектов магнитной восприимчивости. Подобная форма линий наблюдается в твердых телах, для которых анизотропия химического сдвига молекулярным движением не усредняется. Ширину таких линий можно сильно уменьшить, если дополнить обменную 2М-спектроскопию вращением под магическим углом. Хотя дипольные взаимодействия при этом ослабляются, спиновая диффузия при этом не уменьшается. Основное ограничение на изучение спиновой диффузии при естественном содержании изотопа состоит в том, что скорости диффузии малы, поэтому необходимы большие времена смешивания (порядка 1 — 10 с). [c.634]

Размер частиц в феррожидкостях, а с ним и уровень их магнитного взаимодействия, на много порядков меньше, чем в суспензиях. Это и обеспечивает возможность существования устойчивой однородной взвеси магнитных частиц, но сильно осложняет количественное описание всех эффектов, связанных с взаимодействием частиц. Качественно же сохраняются все упомянутые выше структурные особенности и их зависимость от соотношения напряженностей внешнего и локального полей. [c.662]

Влияние состава среды на магнитные свойства особенно велико в суспензиях однодоменных частиц. На первый взгляд это кажется неожиданным, потому что введение в среду стабилизаторов или коагуляторов не дает видимого эффекта, поскольку поведение частиц определяется их очень сильным магнитным взаимодействием, которое не изменяется при изменении состава среды. Тем не менее, магнитные свойства суспензии меняются радикально при небольших изменениях состава среды (рис. 3.73). Даже затвердевание (полимеризация) дисперсионной среды (в данном случае стирола) влияет в меньшей мере, чем введение нескольких капель стабилизатора (олеиновой кислоты). [c.665]

При течении жидкости цепочечные агрегаты можно в подходящей системе координат считать неподвижными. Они тормозят обтекающие их потоки среды, что и регистрируется как увеличение вязкости. Во вращающемся поле среда неподвижна, а цепочки вращаются, следуя за полем. При этом они передают среде момент сил, действующих на цепи со стороны поля. В среде моменты всех цепей суммируются и передаются стенкам сосуда. Их суммарная величина и регистрируется по углу закручивания упругого подвеса. Во всех случаях разными методами регистрируется один и тот же эффект гидродинамического взаимодействия цепочек или индивидуальных частиц с вязкой средой, поэтому удельная сила трения (на единицу площади) и удельная величина момента сил (на единицу объема) равны по величине и по размерности. Метод вращающегося поля лишен большинства недостатков магнитной вискозиметрии, поскольку исследуемый образец [c.760]

Исследования с помощью ЯМР были посвящены трем основным аспектам структуры белков в растворах 1) прямое изучение структуры самой молекулы белка при этом, в частности, особое внимание уделялось эффектам, вызванным взаимодействиями цепей в нативном ИЛИ свернутом состоянии, и процессами развертывания или денатурация 2) связывание с белками малых молекул, включая субстраты, ингибиторы, кофакторы и сами растворители 3) исследование активных парамагнитных субъединиц ферментов и белков-переносчиков электронов путем изучения их влияния на химические сдвиги соседних протонов и на релаксацию магнитных ядер растворителя или других ассоциированных с белком молекул. Последнее направление было одним из самых ранних аспектов применения ЯМР в биологии, но мы остановимся на нем очень кратко, поскольку наши главные интересы состоят в определении структуры самого полимера как такового. [c.347]

Эффект Зеемана. Взаимодействие внешнего магнитного поля с Ш — дальнейшее расщепление энергетических уровней по аналогии с уравнением (1.13) [c.409]

Ядра в атомах также могут иметь спин и, следовательно, вести себя как магниты. Поэтому неспаренные электроны в радикалах взаимодействуют с ядрами. Это влияет на энергию молекулы в целом. Результирующий эффект может быть проиллюстрирован очень наглядно на простом примере атома водо< рода, в котором имеется неспаренный электрон и ядро со спином й/2. И электрон, и ядро могут ориентироваться во внешнем магнитном поле. Благодаря отсутствию квантовых ограничений эти ориентации не зависят друг от друга, и каждый спин может быть либо параллельным, либо антипараллельным полю. Магнитное взаимодействие между протоном и электроном приводит к изменению энергии. Если спины параллельны, энергия повышается, если антипараллельны— понижается. Такое положение соответствует взаимодействию между двумя стержневыми магнитами, расположенными рядом друг с другом, соответственно, параллельно и антипараллельно. При переходе в спектре электронного парамагнитного резонанса ориентация спина электрона обращается, а ориентация спина ядра остается без изменения. Поэтому энергия взаимодействия меняет знак на обратный. Если первоначально протон и электрон имели параллельные спины, взаимодействие между ними уменьшало энергию перехода электронного парамагнитного резонанса если спины были антипараллельны — энергия перехода возрастала. Наблюдая спектр электронного парамагнитного резонанса большого числа [c.100]

И в этих случаях спектры осложнены магнитными взаимодействиями между различными частицами со спином. На магнитное поле данного ядра влияют магнитные поля соседних ядер эффект зависит от их ориентации и расстояний между ядрами. Поскольку [c.104]

Однако, хотя в жидком состоянии главные взаимодействия м жду ядрами усредняются, остаются более тонкие эффекты второго порядка, обусловливающие доступные наблюдению взаимодействия. Магнитные взаимодействия между ядром атома и его валентными электронами приводят к магнитной поляризации электронов, участвующих в связях с соседними атомами. Это в свою очередь вызывает появление магнитного поля у ядер соседних атомов, не усредняемого хаотическим движением, и результирующее магнитное взаимодействие расщепляет линию ядерного [c.105]

Па рис. 8.23, б показан спектр ЯМР высокого разрешения молекул С2П50Н. Из рисунка видно, что высокое разренюпие вскрывает гонкую структуру пиков, отвечающих группам ОН, СН2 и СНз. Эта топкая структура объясняется яв.лепием, которое получило название. . ./ расщепления. Причина возникновения данного эффекта — во взаимодействии ядер через свои электронные оболочки. Дело в том, что магнитные моменты ядер Рагбертка стремятся определенным спосо-бом ориентировать спины окру- . жающих их электронов, те в свою [c.218]

Исследования эффекта Мёссбауэра часто проводятся на веществах, в которых либо ближайшее окружение резонансно поглощающих ядер имеет симметрию ниже кубической, либо в кубической решетке есть примесные атомы или ионы, приводящие к появлению отличного от нуля градиента электрического поля. Если при этом ядро обладает отличным от нуля собственным магнитным моментом, то в мессбауэровском спектре наблюдается сверхтонкое расщепление линии поглощения, обусловленное комбинированным электрическим и магнитным взаимодействием. В результате такого взаимодействия спектр усложняется, линии [c.213]

Принятие илн непринятие основных постулатов квантовой механики зависит от всей совокупности опытных данных, относящихся к микромиру, и, хотя дифракция электронов весьма убедительно свидетельствует в пользу представлений де Бройля, все же остается несомненным, что волномеханический аспект должен привести и к прогнозам, имеющим более прямое и непосредственное отношение к вопросам химии. Одним из таких открытий является туннельный эффект, значение которого мы еще подчеркнем в дальнейшем. Другое важное явление, имеющее квантовую природу и совершенно неожиданное с точки зрения теории Бора, — это сверхтонкое взаимодействие. Волновая природа электрона проявляется в том, что электрон некоторое время проводит около ядра это влечет за собой различные последствия расщепление спектральных линий или даже полный захват электрона ядром, а также проявление магнитных взаимодействий на малых расстояниях. [c.76]

До сих пор мы исследовали только взаимодействие между системой спинов и решеткой теперь рассмотрим эффект взаимодействия между самими спинами. Так как каждая магнитная частица обладает небольшим магнитным дипольным моментом, то имеет место диполь-дипольное магнитное взаимодействие между каждой парой частиц. С классической точки зрения его можно рассматр 1вать следующим образом. Каждый магнитный момент частицы находится не только в приложенном постоянном магнит- [c.369]

Авакян П. и Меррифилд Р. исследовали влияние внешнего магнитного поля на триплет-триплетную аннигиляцию экситонов в молекулярных кристаллах [2]. При столкновении двух триплетных экситонов возможен перенос энергии с образованием одной синглетно-возбужденной молекулы. Образовавшаяся таким образом возбужденная молекула высвечивает квант света, и в эксперименте регистрируется именно эта задержанная флуоресценция. Физика магнитного полевого эффекта для этого процесса связана с тем, что два триплетных экситона встречаются в состояниях с суммарным спином 5 = О, 1 или 2. Только пара триплетных экситонов с 5 = О дает задержанную флуоресценцию. Но если при встрече двух экситонов происходит спиновая динамика, т.е. осуществляются переходы между состояниями с 5 = О, 1, 2, то в итоге в задержанную флуоресценцию могут дать вклад все столкновения, столкновения с разными значениями суммарного спина в момент сближения экситонов друг к другу. Насколько эта спиновая динамика окажется эффективной, зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Как мы увидим позже, формально схема влияния внешнего магнитного поля на аннигиляцию триплетных экситонов аналогична ситуации рекомбинации РП. Отличие прежде всего в том, что аннигиляция триплетных экситонов - это еще не химическая реакция, и в том, что в случае триплетных экситонов и в случае радикалов эффективны разные магнитные взаимодействия. [c.5]

Магнитные свойства железистых утяжелителей обусловливают своеобразные эффекты. С помощью электронного микроскопа Е. Д. Щеткина заметила сильное агрегирование магнетита и почти полное отсутствие отдельных частиц, что вызвано, видимо, магнитными взаимодействиями. Е. Е, Бибик и И. С. Лавров обнаружили аномальные оптические свойства разбавленных суспензий магнетита. При высокой дисперсности частиц ( < 2000 A) в магнитном поле возрастает прозрачность в направлении силовых линий, но при коагулирующем действии соли эффект обращается, и вследствие образования нитевидных агрегатов прозрачность уменьшается. Этот эффект частично релаксирует, особенно в первые минуты [4]. [c.53]

Изменением расстояний металл — протон прн переходе от аква-нона к комплексонату [М(Н20)е(11а] , составляющим, по рентгеноструктурным данным, около 0,05 А, пренебрегали, г принимали постоянным и равным 1 Между тем прн возведении в шестую степень ошибка накапливается и составляет в итоге 11,5%, что соизмеримо с обнаруженным в [252] эффектом В работе [756] исследО Ванне проводилось при избытке лиганда, но возможность образования дикомплексов не учитывалась Кроме того, этими же исследователями выдвигалось более чем спорное предположение, что для серии комплексов парамагнитного нона с комплексонами различной дентатностн ИДА, ЦГДТА, ЭДТА, ДТПА — скорости релаксации протонов воды в ближайшем окружении центрального иона постоянны, т. е лиганд е оказывает влияния на характер магнитного взаимодействия катион — протон Между тем в [252] показано, что такое предположение не соответствует реальному положению дела [c.438]

Совершенно ясно, что тонкая структура спектров ЯМР жидкостей не обусловлена прямым магнитным взаимодействием через пространство спиновых магнитных моментов (диполей) ядер, хотя подобное взаимодействие играет важную роль при исследовании спектров твердых тел [5, стр. 152 и сл.]. Теоретически показано, что благодаря тепловому хаотическому движению молекул составляющая локального поля у любого ядра, параллельная внешнему полю и возникающая в результате прямого взаимодействия диполей, усредняется до нуля [5, тр. 118]. Это эмпирически подтверждается тем, что резонансные спектры жидкостей, обусловленные только магнитноэквивалентными ядрами, ни при каких условиях не расщепляются. Например, наличие в метильной группе трех протонов сказывается на площади резонансной кривой, но не на ее множественности (см. рис. 5,6). В настоящее время считается, что тонкая структура обусловлена косвенным взаимодействием ядерных спннов через валентные электроны. Хотя суммарный спиновый магнитный момент электронов в ковалентной связи или заполненной оболочке благодаря спариванию электронных спинов равен нулю, ядерный диполь вызывает слабую магнитную поляризацию валентных электронов [32—34]. Электронная спиновая плотность, не равная нулю, появляется в других облястях связи и в зависимости от степени делокализации электронов, возможно, на более далеких расстояниях. Соседний ядерный диполь взаимодействует со спиновой плотностью в этой области, и (квантованная) энергия системы зависит от относительной ориентации обоих спиновых моментов ядер, а также от их ориентации во внешнем магнитном поле. Подобное косвенное взаимодействие не усредняется в жидкостях до нуля за счет хаотического движения молекул и вызывает расщепления, не зависящие от внешнего поля, имеющего определенный порядок величины [32]. Кроме того, как будет показано далее, постулированное взаимодействие таково, что взаимодействие между полностью эквивалентными ядрами не приводит к появлению таких эффектов, которые можно было бы установить экспериментально. [c.289]

Электромагнитно-акустический (ЭМА) способ использует эффекты маг-нитострикции, лоренцевского и магнитного взаимодействий катушки с переменным током 2 и токопроводящего изделия в поле электромагнита 5 (см. табл. 1.8) [339]. Более подробно схема ЗЫА-преоб-разователя показана на рис. 1.40, а. Эффект лоренцевского (электродинамического) вза-имодействия состоит в следующем. Переменный ток / или h в катушках (в преобразователе делается только одна из этих катушек) индуцирует в электропроводящем ОК вихревые токи (токи Фуко). Они взаимодействуют с постоянным полем магнита, создающего индукцию В. [c.72]

Кроме электродинамического взаимодействия в ЭМА-преобразователях существуют магнитное взаимодействие полюсов (катушка с переменным током I на рис. 1.40, а взаимодействует с ОК, намагниченным постоянным магнитом) и магнитострикция (под действием переменного магнитного поля катушки с током область вблизи поверхности ОК расширяется и сжимается, т.е. колеблется). Эти два эффекта возникают только в ферромагнитных материалах. В некоторых конструкциях преобразователей магнитострикция используется как основной эффект для возбуждения и приема упругих колебаний, например волн 8Н-типа. Возбуждение колебаний в ферритах, обладающих очень слабой электропроводностью, происходит за счет анизотропной магнитост-рикции [151]. [c.72]

С позиции термодинамики и квантовой теории количесг-венно 1-1Ссле дованы эффекты контактного взаимодействия неспаренных электронов с системой магнитных ядер в многокомпонентных смесях. Установлены соответствую-ище закономерности, связывающие концентрации парамаг-литных центров в системе и соответствующие интенсивности спектральных линий. [c.34]

Г. С. Агафонова подробно исследовала влияние магнитной обработки на свойства водного раствора ксантогената в присутствии кальцинированной соды[ 9, с. 227— 229 154]. Экспериментально установлено, что при добавлении соды (2—4 г/л) эффект магнитной обработки стабилизируется и усиливается. Существует предположение, что при изменении pH раствора изменяется степень диссоциации ксантогеновой кислоты, образующейся. в результате гидролиза ксантогенатных ионов. В этих условиях действие магнитных полей заметнее. Это предположение было проверено сравнением электронных (УФ) спектров поглощения растворов ксантогенатов до и после омагничивания. Эти спектры отражают внутримолекулярные взаимодействия, связанные с перераспределением электронной плотности в молекуле. Опыты убедительно показали, что после магнитной обработки значительно (на 7% абс.) возрастает интенсивность поглощения (частота максимума поглощения для группы С = 8 не меняется). Можно предположить, что после обработки электроны от двух равноценных атомов серы переносятся к одному атому серы в ксантогенате, что увеличивает количество групп С = 5 в растворе. [c.163]

Аналогичные результаты получены в работе Хаберкорна [36] при импульсном фотолизе раствора пирена и диэтиланилина в метаноле образуются ион-радикальные пары 0 Л 5, которые могут вследствие СТВ переходить в триплетное состояние. С увеличением поля отключаются 5—Г+- и 5—Г -каналы, в результате замедляется синглет-триплетная эволюция пар и уменьшается выход триплетов пирена. Такие же механизмы синглет-триплетной эволюции проявляются и в фотохимических реакциях в молекулярных твердых телах они приводят к влиянию магнитного поля па интенсивность люминесценции и фотопроводимость кристаллов. Впервые эти эффекты были обнаружены Франкевичем и Балабановым в 1965 г. [37] при фотооблучеиии кристаллов антрацена и тетрацена в магнитном поле уменьшалась интенсивность флуоресценции комплексов с переносом заряда и увеличивался фототок (максимальный эффект 4%). Авторы предложили сде дующее объяснение этих эффектов. При взаимодействии синглетно возбужденной молекулы донора (антрацен, тетрацен) с [c.35]

Макросконические, или надмолекулярные, механизмы характерны для процессов с участием больших молекул (с молекулярной массой в несколько миллионов) или органелл (микрокристаллов, митохондрий, мембран и т. д.). Если такие частицы обладают большой анизотропией магнитной восприимчивости, то энергия их магнитного взаимодействия с постоянным полем сравнима с тепловой энергией, поэтому такие частицы могут ориентироваться или деформироваться в магнитном поле (подобно тому, как ориентируются жидкие кристаллы). Эффект на примере гипотетического микрокристалла, состоящего из групп —СН2— с магнитной анизотропией )(м 10 см , был оцеиеи Франкевичем [61] такой кристалл ориентируется в иоле Я = 0,1 Т при содержании в нем 10" групп —СН2— это соответствует объему 10 см (или линейным размерам 10 см). [c.44]

Выше уже говорилось о том, что органические молекулы, в которых протоны находятся у лежаш,их по соседству атомов углерода, как, например, в этилпроизводных СНзСНгХ(Х Ф Н), дают основные резонансные сигналы протонов с различными химическими сдвигами (см. рис. 2-12). Каждый из этих сигналбв в действительности представляет собой группу линий, являющихся результатом спин-спинового расщепления . Типичным примером могут служить протоны иодистого этила (рис. 2-16), в котором сигналы метильных и метиленовых протонов дают две основные группы линий. Эти группы состоят из отстоящих друг от друга на одинаковом расстоянии линий (эффект первого порядка ) в первой группе содержится три и во второй — четыре линии, обусловленные магнитным взаимодействием, которое носит название спин-спинового взаимодействия. Для некоторых из этих линий [c.52]

В работах [21] высказано предположение, что эффект ТМО в железо-никелевых ферритах обусловлен локальными искажениями типа Яна — Теллера (тетрагональное искажение в расположении ионов, окружающих ион N1 + в тетраэдрической позиции). Очевидно, что эта модель может объяснить возникновение наведенной магнитнай анизотропии лишь при низкотемпературных магнитных отжигах феррита, но не применима при объяснении аффекта ТМО при достаточно высоких температурах отжига. Таким образом, большинство экспериментов подтверждают предположения Танигучи, в соответствии с которыми источником наведенной магнитной анизотропии в ферритах при отсутствии ионов Со + является анизотропное магнитное взаимодействе (диполь-дипольное взаимодействие). [c.177]