Переориентация спина

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Много общего с ЭПР имеет явление резонансного поглощения электромагнитной энергии, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, — ядерный магнитный резонанс. Явление это наблюдается на ядрах далеко не всех атомов. Ядра с четными числами протонов и нейтронов имеют спин / = О и, следовательно, не магнитны. Обычно ЯМР исследуют на ядрах Н , Р и спин которых / = /г. Магнитное квантовое число спина гП] в этом случае принимает два значения пц = Ч- /а и пц = —1/а. Этому отвечают в статическом магнитном поле две ориентации магнитного момента ядра— в направлении поля (т/ = = 1/2) и в противоположном (т/ — — /2), различающиеся по энергии на величину АЕ. При наложении слабого радиочастотного поля, перпендикулярного статическому, происходит резонансное поглощение, приводящее к переориентации спинов при частоте, определяемой условием резонанса V = АЕ/к. Обычно в поле порядка 10 ООО Э ([10 /4я]А/м) ЯМР наблюдается на частоте ч =42,57 мГц. Частота резонанса для ЯМР во столько же раз меньше частоты ЭПР (при одном и том же Н), во сколько раз масса ядра больше массы электрона. (Соответственно ядерный магнитный момент меньше электронного магнитного момента.) [c.149]

Частица, обладающая двумя неспаренными валентными электронами, называется бирадикалом. Например, при возбуждении молекулы этилена происходит переориентация спинов я-электронов, в результате чего их векторы становятся параллельными друг другу [c.29]

Внесение ферромагнитного вещества в магнитное поле приводит к переориентации электронных спинов в некоторых доменах в направлении силовых линий поля, в результате чего магнитный момент вещества растет. С ростом напряженности поля процесс переориентации спинов распространяется на все большее число доменов вплоть до полного магнитного насыщения ферромагнетика. [c.303]

Вращательные спектры линейных многоатомных радикалов совершенно аналогичны спектрам двухатомных молекул (стр. 56 и сл.), поэтому нет необходимости останавливаться на них подробно. Эти спектры проявляются в микроволновой области, но до сих пор наблюдался только один такой спектр для свободного радикала — для N O [121]. Спектр комбинационного рассеяния для какого-либо радикала не наблюдался, однако были получены спектры электронного спинового резонанса. Для линейных многоатомных молекул не было обнаружено ни одного спектра переориентации спина. [c.99]

Вращения молекул заторможенные внутренние вращения молекул относительно химических связей Переориентации спина (ЯМР, ЭПР, ЯКР) [c.182]

Механизмы релаксации. Релаксационная спектроскопия. Ядерная магн. релаксация обусловлена процессами обмена энергией между ядерными спинами. Переориентация спинов в поле Вд происходит под действием флуктуирующих локальных магн. или электростатич. полей. В зависимости от механизма обмена энергией различают диполь-дипольную, квадрупольную, спин-вращательную и др. типы релаксации. [c.519]

Короткие радиоволны Переориентация спина (ЯМР, ЭПР) 1,5-10 200 м [c.154]

Чтобы радиочастотное поле Я1 могло вызвать переориентацию спинов ядер, оно должно вращаться в плоскости ху, поскольку приложенное поле Яо направлено вдоль оси г. В действительности катушка Ь, окружающая образец, создает поле, поляризованное вдоль ее собственной оси, а именно оси у (см. рис. 3.1). Это линейно поляризованное колеблющееся поле эквивалентно двум полям, вращающимся вокруг оси г в противоположных направлениях — по часовой стрелке и против нее. Первое составляющее поле вращается в направлении, противоположном ядерной прецессии, и им можно пренебречь второе вращается в том же направлении, что и ядерные магнитные моменты, и служит источником силы, которая нужна для того, чтобы перевести ядерные магниты с одной разрешенной ориентации на другую. [c.64]

Между двумя рассматриваемыми уровнями возможны переходы, сопровождающиеся поглощением или испусканием кванта электромагнитной энергии с частотой V = АЕ/к (формула Бора). Физический смысл таких переходов очевиден это переориентация спина ядра в магнитном поле Яд. [c.279]

Самопроизвольная, без внешнего воздействия переориентация спина ядра В магнитном поле - явление чрезвычайно маловероятное. Напротив, в условиях взаимодействия с переменным электромагнитным полем прецессирующим в горизонтальной плоскости с частотой происходит интенсивный обмен радиочастотными квантами между источником поля и системой ядер. При этом каждая переориентация вектора магнитного момента ядра сопровождается испусканием или поглощением кванта энергии Л V = А . Поскольку заселенность верхнего и нижнего уровней неодинакова, при равной вероятности перехода с одного уровня на другой число квантов, поглощаемых системой ядер, будет несколько большим, чем число квантов, испускаемых ею. Вследствие этого, плавно меняя частоту VI переменного поля [c.281]

Радиоволны Переориентация спинов ядер и электронов (ЯМР-и ЭПР-спектроскопия) [c.514]

Поглощение радиочастотного излучения вызывает переориентацию спинов ядер и электронов (ядерный магнитный резонанс - ЯМР, электронный парамагнитный резонанс - ЭПР). [c.515]

Если теперь воздействовать на ядро переменным электромагнитным полем в радиочастотной области (10—500 МГц), то при определенной частоте v (принцип квантования АЕ = hv) будет происходить переориентация спинов ядер из положения по полю в положение против поля и, следовательно, поглощение энергии, фиксируемое как пик поглощения. [c.115]

Как показано в 40, операторы/ Иу и / — Иу, соответственно увеличивают и уменьшают на единицу проекцию момента количества движения на ось 2. Поэтому два последних оператора в (126,12) соответствуют переориентации спина нейтрона. [c.601]

Эти уровни можно обнаружить так же, как и электронные состояния, если пронаблюдать возбужденные переходы между ними. Переход с одного уровня на другой здесь равнозначен изменению направления, т. е. переориентации спина. Энергия при этом также поглощается или выделяется в виде электромагнитного излучения, частота которого в соответствии с уравнениями (3) и (7) определяется выражением [c.11]

Кроме того, диполь-дипольное взаимодействие приводит к взаимной переориентации спинов без изменения суммарной электронной поляризации образца. Изменение ориентации отдельного спина за счет диполь-дипольных взаимодействий происходит за время, существенно меньшее времени спин-решеточной релаксации. [c.73]

При наличии спин-решеточных взаимодействий представления о большом, но конечном числе энергетических состояний системы, строго говоря, уже неприемлемы. Однако с определенной степенью приближения допустимо полагать, что спин-решеточные и диполь-дипольные взаимодействия приводят к весьма быстрым изменениям состояния спиновой системы за счет переориентации спинов, причем отношение вероятности нахождения системы " 1) в состоянии с энергией , к вероятности W E ) нахождения в состоянии с энергией Е) имеет вид [c.75]

В работах Альтшулера [26] было показано, что в случаях, когда распределение ПЦ отличается от равномерного случайного, например, когда ПЦ распределены в кластерах, так что расстояние между ПЦ существенно меньше среднего расстояния между кластерами, механизм Вал-лера может играть главную роль. Это связано с тем, что вероятность переориентации спина частицы под влиянием колебаний действующих на нее локальных магнитных полей обратно пропорциональна расстоянию между ПЦ в шестой степени. [c.104]

Следует отметить, что Валлер рассмотрел релаксацию, вызванную переориентацией спина одной частицы под влиянием колебаний решетки при условии сохранения направления других спинов. Альтшулер [2] показал, что одновременная переориентация спинов двух взаимодействующих ПЦ намного вероятнее изменения ориентации спина только одной частицы, [c.105]

W — средняя частота переориентации спина (ср. с моделью ротаторов в гл. 1П). Для локальной релаксации выделенного диполя релаксационный спектр имеет вид , [c.167]

При исследовании свободных радикалов применяются радиоволны с дли ной волны в несколько миллиметров или несколько сантиметров. Обычно частота радиоизлучения поддерживается постоянной, а варьируется величина магнитного поля Н. Поглощение кванта энергии с заданной частотой ч происходит при некотором значении Я и на кривой, характеризующей поглощение энергии при переориентации спина непарного электрона, проявляется в виде пика. [c.330]

Переходы между электронными состояниями многоатомных молекул, сопровождающиеся поглощением и излучением света, возможны лишь при соблюдении соответствующих правил отбора. По-прежнему запрещенными являются переходы между уровнями различной мультиплетности, т. е. справедливо правило А5=0, что иллюстрируется рис. 2.17, на котором схематически показано энергетическое состояние оптического электрона до и после возбуждения. Нетрудно видеть, что переориентация спина электрона при квантовом переходе маловероятна (правило Вигнера). Вместе с тем имеется целый ряд примеров, когда это правило применительно к многоатомным молекулам в той или иной степени нарушается. Как показывает практика, такое нарушение тем сильнее, чем больше спин-орбитальное взаимодействие в мо- [c.72]

В итоге, переход атома углерода в валентное состояние можно условно представить следующей схемой, учитывающей как энергию возбуждения атома ( возб), так и энергию, связанную с переориентацией спинов Е сп) I [c.172]

Из этого уравнения следует, что V = (у/2я) На. В такой переориентации синна и заключается основная идея, положенная в основу ЯМР. Если образец вещества облучать радиоволнами с переменной частотой, то можно подобрать такое значение hv, величниа которого для конкретного протона будет равна Д , т. е. при этом возможна такая переориентация спина (спин — /2 меняется на спин -Ь з). [1ри этом будет наблюдаться поглощение излучения веществом, о чем свидетельствует появление соответствующего пика поглощения. Меняя частоту в области всего спектра, можно получить резонансные сигналы всех протонов, содержащихся в молекуле вещества. [c.147]

Другим спектром в радиочастотной области, который следует отметить здесь, является спектр переориентации спина он состоит из переходов между различными спиновыми компонентами состояний 2 или 2 при неизменном значении квантового числа N, Эти переходы запрещены для электрического дипольного излучения, так как уровни, между которыми происходят переходы, имеют одинаковую симметрию (4-, —), но разрешены для магнитного дипольного излучения. Подобные переходы впервые наблюдались для молекулы О2 и недавно были обнаружены Джеффертсом [761 в [c.60]

Разница в энергиях между уровнями (Д ) зависит от напряженности внешнего магнитного поля Но) и от магнитного момента ядра. Чем выше напряженность магнитного поля прибора (ЯМР спектрометра), тем больше разница в энергиях между уровнями и тем сильнее сигнал, который получается и регистрируется. Этот сигнал появляется в результате переориентации спина ядра, равнозначной переходу с одного уровня на другой, вследствие чего поглощается или выделяется энергия в виде кваита электромагнитного излучения Av [c.87]

Самопроизвольная, без внешнего воздействия переориентация спина ядра магнитном поле - явление чрезвычайно маловероятное. Напротив, в условиях взаимодействия с переменным электромагнитным полем Ну, прецессирующим в горизонтальной плоскости с частотой Уд, происходит интенсивный обмен радиочастотными квантами между источш1ком поля Ну и системой ядер. При этом каждая переориентация вектора магнитного момента ядра сопровождается испусканием или поглощением кванта энергии Л V = АЕ. Поскольку заселенность верхнего и нижнего уровней неодинакова, при равной вероятности перехода с одного уровня на другой число квантов, поглощаемых системой ядер, будет несколько большим, чем число квантов, испускаемых ею. Вследствие этого, плавно меняя частоту VI переменного поля Ну вблизи Уд, в момент совпадения частот и Уд мы будем наблюдать поглощение энергии радиочастотного поля Ну системой ядер. Это и есть ядерный магнитный резонанс. [c.281]

Если ядро обладает квадрупольным моментом (как, например, С1) и, следовательно, имеет короткое время спин-решеточ-ной релаксации Гх, то оно совершает достаточно быстрые переходы между всеми возможными состояниями. Эта быстрая переориентация спина оказывает на ядро, спектр которого снимается (1Н), такое же влияние, как и изменение окружения при межмолекуляр-ном обмене.— Прим. перев. [c.135]

Тепловое смешивание систем спинов. Тепловое смешивание двух систем спинов происходит тогда, когда в результате спин-спинового взаимодействия происходит взаимная переориентация спинов, не вызываюш ая изменения общей энергии [49—52]. Этот процесс чаще происходит в слабых полях, когда энергия спин-спинового взаимодействия и зеемаповская энергия сравнимы по величине. В экспериментах с и-дихлорбензолом [51] наблюдалось восьмикратное увеличение протонной поляризации по сравнению с той, которая достигается при солид-эффекте. Это видно на фиг. 10.6 для центральной линии с = Юе. [c.353]

Высокая интенсивность поступательного движения молекул, образуюш их слой, вдоль слоя еще ничего не говорит об интенсивности их движения в поперечном направлении, т. е. о тех временах, которые характеризуют переход молекул из одного мономо-лекулярного слоя в другой, близлежащий. Впервые измерение методом спинового зонда скорости переориентации молекул фосфолипида с их одновременным переходом с одного слоя на другой было проведено в работе [129]. Измерение скорости переориентации спин-меченых молекул липида производилось для радикала AXVI на липидных бислоях, образующих липосомы, с помощью восстанавливающего агента — аскорбиновой кислоты, добавляемой периодически с внешней стороны липосом (см. раздел III.5). Наблюдение за уменьшением интенсивности сигнала, происходящим после каждого добавления восстановителя, показало, что диффузия молекул лецитина поперек слоя происходит очень медленно (со временем полуперехода, равным приблизительно 6,5 час для 30° С). Таким образом, интенсивность движения молекул, составляющих бислой в поперечном направлении к бислою, на много порядков ниже, чем интенсивность их движения вдоль слоя, что и отличает, в частности, жидкокристаллические слои от тонких слоев жидкости. [c.176]

Одна из задач теории магнитной релаксации состоит в том, чтобы предсказать изменение интенсивности и формы сигналов поглощения при наличии насьгщения. Каждый из спинов здесь находится не только во внешнем поле Но, но и в локальном поле, созданном магнитными моментами спинов соседних ПЦ. Благодаря быстрой взаимной переориентации спинов величина локального поля меняется, однако в каждый данный момент различные спины находятся в разных полях, что приводит к различию ларморовских частот спинов — к уширению линии поглощения. [c.73]

Микроволновое магнитное поле 2JJi os at, перпендикулярное полю Но, вызывает переориентацию спинов, приводит к изменению спиновой поляризации и изменяет энергию электронного зеемановского резервуара Ez, а также среднюю энергию Es, обусловленную электронными диполь-дипольными взаимодействиями и называемую энергией диполь-дипольного электронного резервуара. [c.76]

В некоторых спектрах бьгеает довольно трудно доказать взаимодействие между двумя протонами, привлекая лишь константы взаимодействия или распределение интенсивностей сигналов. С помощью современных ЯМР-спектрометров для доказательства можно прибегнуть к так называемому двойному резонансу. При этом компенсируется взаимодействие между соответствующими партнерами в результате помещения образца в поле с частотой, соответствующей резонансному сигналу одного из дающих расщепление протонов. Поглощение энергии приводит к быстрой переориентации спина абсорбирующего протона, так что магнитное поле в районе взаимодействующего партнера усредняется и имеющее место в первоначальном спектре ЯМР расщепление сигналов пропадает. [c.150]

Таким образом, влияние поверхности на различные адсорбированные радикалы, отражающееся в спектрах ЭПР, сводится, с одной стороны, к уменьшению вращательных степеней свободы радикала (например, у радикала -NHg на поверхности пор цеолитов), а с другой стороны, к увеличению частоты обменной переориентации спинов протонов (например, у радикалов -NHg и - HgOH, адсорбированных на поверхности силикагелей). Степень затягивания неспаренного электрона в адсорбент незначительна и отчетливо проявляется только в спектре атомов водорода и этильных радикалов на цеолите NaA. Для остальных исследованных радикалов выявить степень затягивания неспаренного электрона адсорбентом невозможно вс.ледствие малой точности значений константы Q. [c.426]

После переориентации спинов происходит процесс колебательной релаксащш и молекула очень быстро дезактивируется до уровня Г1(0), который обладает значительно более низкой энергией, чем уровни (О) и Т 2). Последнее приводит к тому, что обратный переход в состояние как правило, не происходит. Таким образом, молекула застревает в запрещенном триплетном состоянии (метастабильном и потому долгоживущем). Дезактивация последнего происходит путем фосфоресценции или бимолекулярных процессов. [c.80]

Очевидно необходимо привлечь некоторые другие соображения. Напомним, что наши аргументы построены на недостаточно обоснованном предположении, что Ма. > Л р. Так как в отсутствие внешнего магнитного поля Ыа равно N , условие теплового равновесия при наложении внешнего магнитного поля Н неизбежно требует, чтобы между ядрами и их окружением существовало взаимодействие, вызывающее переориентацию спина, связанную с передачей избыточной магнитной энергии другим степеням свободы системы. Этот процесс, т. е. безызлучательные переходы между двумя состояниями а> и 1Р), называют спин-ре1иеточной релаксацией. Такое название первоначально было использовано потому, что в твердых телах избыток энергии ядерных спинов передается степеням свободы, которые включают колебания кристаллической решетки. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология