Спектры высокого разрешения в неоднородных полях

Наиболее важной деталью спектрометра ядерного магнитного резонанса является сам магнит, с его помощью создаются необходимые для поглощения радиочастотного излучения условия. При этом для получения спектров высокого разрешения поле магнита должно быть однородным (т. е. его напряженность не должна меняться от точки к точке) во всем объеме образца. Если магнитное поле неоднородно, то ядра различных участков. образца будут взаимодействовать с разными магнитными полями и, следовательно, прецессировать в размытом интервале частот, что приведет к уширению ЯМР-сигнала. Поскольку необходимое разрешение обычно равно 1 10 или даже [c.73]

В твердых телах молекулы занимают фиксированные положения, в результате у них отсутствует наблюдаемый в жидкостях и газах эффект быстрого молекулярного движения, усредняюпщй неоднородности, поэтому для твердых тел не удается получить разрешенные спектры ЯМР. Однако в конце 60-х годов интерес к спектрам ЯМР высокого разрешения для твердых тел снова возрос, поскольку к этому времени было разработано много импульсных методов ЯМР. Вначале удалось изучить спектры ядер с большими магнитными моментами и высоким природным содержанием ( Н и достигнутое при этом разрешение составило примерно 1 млн. долю. Позднее, в 1972-1975 гг., была разработана новая методика ампула с образцом быстро вращается вокруг оси, наклоненной под углом к магнитному полю, в результате чего спектрометр регистрирует спектр, усредненный по всем углам, под которыми вращается образец. Происходит размывание картины. Этот эффект можно количественно описать функцией усреднения (1—3 соз в), где 9 — угол наклона оси вращения к направлению поля. Если установить угол 9 равным 54,7°, то функция усреднения [1 - 3(со8 54,7) ] станет равна нулю. Этот угол получил название магического угла . В спектрах ЯМР твердых тел, записанных с вращением под таким магическим углом, происходит сужение резонансных сигналов, сравнимое с наблюдаемым для жидкостей. Сегодня этим способом можно получить разрешение в 0,01 млн. доли как для органических, так и для неорганических соединений в твердом состоянии. С появлением данного метода были проведены новые работы по изучению неорганических соединений, в частности был исследован кварц, образующийся при падении метеоритов. В его кристаллической решетке атомы кремния занимают октаэдрические положения, в которых они имеют необычное координационное число 6. Теперь строение резин, пластиков, бумаги, угля, древесины, полупроводников и современных керамических материалов мы можем изучать методом ЯМР в широком температурном интервале — от 4 до 500 К. [c.222]

Отсутствие неоднородного уширения. Еще одним интересным свойством является нечувствительность нульквантовой когерентности к неоднородности магнитного поля, что может быть использовано для записи спектров высокого разрешения в неоднородных магнитных полях [5.22,5.23]. [c.297]

Однако нульквантовые когерентности (р = 0) полностью нечувствительны к неоднородности магнитного поля и открывают благоприятную возможность записи спектров высокого разрешения в неоднородных полях. На рис. 5.3.6 приведен нульквантовый спектр спиновой системы АМХ. Тем не менее следует помнить, что считывающий импульс преобразует нульквантовую когерентность в противофазную одноквантовую намагниченность, которую нельзя наблюдать в сильно неоднородном магнитном поле. Это требование несколько ограничивает перспективы получения спектров высокого разрешения в произвольно неоднородных магнитных полях. [c.338]

Наиболее важной деталью спектрометра ядерного магнитного резонанса является сам магнит, с его полющью создаются необходимые для поглощения радиочастотного из учения условия. При этом для получения спектров высокого разрешения поле магнита должно быть однородным (т. е. его напряженность не должна меняться от точки к точке) во всем объе>.[е образца. Если магнитное поле неоднородно, то ядра различных участков образца будут взаимодействовать с разными магнитными полями и, следовательно, прецессировать в размытом интервале частот, что приведет к уширению ЯМР-сигнала. Поскольку необходимое разрешение обычно равно 1 10 или даже 1 10 , то однородность магнитного поля в объеме исследуемого образца должна составлять величину того же порядка. Объем однородного магнитного поля, а следовательно, и исследуемого образца, как правило, невелик (< 1 см ). [c.73]

Разрешающая способность спектрометра обычно характеризуется безразмерной величиной 6Н1Н(1, где аН — неоднородность магнитного поля Но в месте нахождения образца. Чем меньше этот показатель, тем лучше разрешающая способность. В современных ЯМР-спектрометрах высокого разрешения эта величина порядка 1 10 , Разрешающая способность зависит в основном от качества материала полюсных наконечников, от градиентов поля Яо вблизи образца. Чтобы найти разрешающую сЕюсобность прибора, снимают спектр контрольного соединения, которое дает узкие линии, например аце-тальдегид, и определяют ширину этих линий на половине высоты (полуширину). Другой способ состоит в том, что записывают участок спектра контрольного образца, содержащего два близко расположенных пика, и если эти пики проявляются раздельно, то за разрешающую способность принимают отношение расстояния между пиками Av к рабочей частоте прибора Vo. [c.40]

В общем случае пять линий ТС имеют разные ширины и разные интенсивности, а их разрешенность различна для разных значений ГП1. Этим объясняется вид экспериментального спектра ЭПР иона Мп2+ в, водном растворе (внешние компоненты всегда шире внутренних, причем для каждой пары 8 низкополевая компонента шире высокополевой). Таким образом, компоненты СТС являются неоднородно уширенными. В соответствии с выражением (1), асимметрия в спектре иона Мп + обусловлена членами 2-го и 4-го порядков теории возмущения. Поскольку члены высокого порядка зависят от поля, эта асимметрия спектра оказывается значительно меньше при регистрации спектра на более высоких частотах (более высокие значения резонансного поля Нд). Разрешенность экспериментального спектра зависит от соотношения АНя1АНр, где АЯ — ширина компонент СТС, а АЯр — величина СТ расщепления. Из расчетов, приведенных в Атласе спектров ЭПР [17], видно, что спектр удовлетворительно разрешен, когда ДЯи/ДЯр не превышает 0,8. По мере увеличения АН и разрешенность спектра ухудшает- [c.113]

Уже отмечалось, что изучаемые эффекты чрезвычайно малы. Рассматриваемый метод является одним из разделов ЯМР-спектроскопии обычно его называют ЯМР высокого разрешения. Выше уже было показано, что спектры ЯМР высокого разрешения можно записывать только в том случае, когда молекулярное движение достаточно интенсивно, чтобы усреднить межмоле-кулярные магнитные дипольные взаимодействия. Другой источник уширения полос спектра, могущий смазать исследуемую картину,— неоднородность и нестабильность приложенного магнитного поля. Эти нежелательные эффекты сводятся к минимуму путем тщательного коиструирования установки и умелой работы на ней. Эффективная однородность магнитного поля может быть еще более повышена при механическом вращении образца с умеренной скоростью, обычно порядка 1000 об/мин. Если угловая скорость вращения достаточно высока, то при этом образец чувствует среднюю напряженность поля. [c.267]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология