Ядерного магнитного резонанса линии ширина и форма

Определение скоростей реакций методами ядерного магнитного резонанса зависит, как будет видно в следующем разделе, от измерения формы и ширины линии. В этом разделе кратко рассмотрена ширина линий ЯМР в отсутствие реакции . Для этого следует вначале обсудить два механизма релаксации ядерных спинов. [c.231]

Обработка спектров ядерного магнитного резонанса в случае широких линий сводится в основном к определению ширины линии, расчету момента второго порядка и объяснению наблюдаемой формы линии. [c.129]

Вскоре после открытия явления ядерного магнитного резонанса выяснено, что ширина и форма спектров ЯМР существенно зависят от состояния подвижности резонирующих ядер. Отмечалось, что в твердом теле, когда подвижность ядер сильно ограничена, линии ЯМР обладают относительно большой шириной, обычно порядка 10 Гц (или с учетом гиромагнитных отношений порядка нескольких эрстед). Для жидкостей, как правило, линии ЯМР узкие, их ширина на несколько порядков меньше, чем ширина линий ЯМР тех же веществ в твердом состоянии. Это обстоятельство послужило причиной разделения ЯМР на метод ЯМР высокого разрешения , применяемый к исследованию жидкостей, и метод ЯМР широких линий , применяемый к исследованию вещества в твердом состоянии. [c.13]

Для измерения скоростей быстрых реакций обмена используют методы ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса. Зависимость поглощения от частоты, называемая формой линии, содержит информацию об обмене энергией при молекулярных столкновениях. При протекании быстрых реакций обмена ширина и форма линии меняются. [c.193]

Для получения определенного вида сигнала ядерного резонанса (поглощения или дисперсии) на вход усилителя высокой частоты подается напряжение, играющее роль несущего, с помощью соответствующего нарушения баланса компенсирующего устройства (радиочастотный мост или скрещенные катушки). Фаза этого напряжения и определяет вид регистрируемого резонансного сигнала. Для получения неискаженной формы линии ядерного резонанса, а следовательно, и точного значения второго момента необходимо, чтобы неоднородность постоянного магнитного поля в объеме образца была значительно меньше естественной ширины линии ядерного резонанса, иначе линия будет расширена на величину неоднородности. [c.219]

Амплитуда высокочастотного магнитного поля должна быть достаточно малой для предотвращения искажений из-за эффекта на-сыщения, а амплитуда низкочастотной модуляции должна быть гораздо меньше ширины линии. Только в этом случае прибор регистрирует точную первую производную от формы линии ядерного резонанса. [c.219]

Эксперименты по ядерному магнитному резонансу, проведенные в последние годы в ферромагнетиках и антиферромагнетиках [1], показывают, что для теоретического объяснения экспериментально наблюдаемых значений времени релаксации и ширины линии нужно знать детальное движение эле -тронных спинов в переходном слое между доменами. В связи с этим изучались элементарные возбуждения в переходном слое и влияние их на ядерный магнитный резонанс в ферромагнетиках — Винтером [2], а в антиферромагнетиках (СиСЬ 2НгО, NiF2) — Паулем [3]. Авторы этих работ при изучении элементарных возбуждений в переходном слое пользовались микроскопическим гамильтонианом в форме Гайзенбер-га, в то время как затухание и размагничивающие эффекты учитывали феноменологически. [c.125]

Типичная линия поглощения приведена на рис. 1. Максимум кривой поглощения соответствует значению Н = Яц, при котором точно выполняется уравнение (1.1). Иначе говоря, по величине Яц при заданном v можно определить по (1.1) величину g , т. е. эффективный магнитный момен парамагнитной частицы. Поскольку фактор g является характеристикой вещества, то в случае проведения измерений на различных v резонанс будет наблюдаться в различных полях. Площадь под кривой поглощения пропорциональна при прочих равных условиях количеству парамагнитных частиц в образце. Ширина и форма линии характеризуют, как это будет подробно рассмотрено в последующих главах, детали структуры парамагнитной частицы и некоторые особенности взаимодействия парамагнитных частиц между собой и с окружающей средой. Особенно ценные сведения спектр ЭПР может дать в том случае, если парамагнитная частица содержит атомы с ядерными магнитными моментами. При этом возникает так называемая сверхтонкая структура (СТС) линии ЭПР (линия расщепляется на несколько компонент). По числу компонент, их относительным интен- [c.9]

Наконец, существует несколько важных экспериментов, требующих селективного возбуждения или насьпцения радиочастотным полем ограниченных областей образца. Одной из таких методик является определение распределения плотности ядер внутри объекта путем изучения поведения сигналов ЯМР при наличии градиента постоянного поля. Изменяя частоту облучения или создавая градиент магнитного поля, получают карту спиновой плотности внутри образца. Применяя селективное возбуждение как градиентов естественных полей, так и приложенных сильных градиентов, можно ограничить эффективный объем образца. Ответ ядерных спинов может управляться перемещаемыми прикладываемыми градиентами. Если прикладываемые градиенты выбираются так, чтобы согласовать доминирующие естественные градиенты, то возбуждаемый район образца соответствовал бы высокооднородному полю, а сигнал от этой области преобразовывался бы в спектр, в котором ширина линии значительно уже, чем естественная приборная ширина. Эквивалентное физическое уменьшение действительного размера образца невозможно, так как форма и положение района высокой однородности неизвестны. Эти эксперименты связаны с локальным насыщением, которое использовалось для прецизионного измерения радиочастного разделения в двойном резонансе высокого разрешения, а также д ля точных измерений естественной ширины линий. [c.6]

В реальных веществах ЯМР наблюдается не строго на одной частоте, как это следует из ур-ния (4), а в нек-ром интервале частот. Форма линии может также отличаться от приведенной на рис. 3. Конечная ширина линии обусловлена различием условий прецессии соседних магнитных ядер в веществе. Эти условия определяются структурой, агрегатным состоянием вещества и рядом других факторов. Поэтому спектры ЯМР стали полезным инструментом при исследовании внутреннего строения и межмолекулярных взаимодействий в твердых, жидких и газообразных соединениях. Важным фактором, определяющим ширину и форму линии ЯМР, является механизм установления равновесного распределения ядерных моментов образца в поле Но- Пока образец находится вне магнитного поля, ориентации векторов х отдельных ядер хаотически распределены по всем направлениям вследствие теплого движения атомов и молекул. При внесенип образца в поле Яо часть векторов л ориентируется по полю, а часть ( меньшая) — против поля, за счет избыточной тепловой энергии. В этом случае, согласно правилам квантовой механики, ядра могут иметь только определенные, дискретные зйаче-ния энергии, Е1 и 2- Переход к распределению в поле Яо требует нек-рого времени. Такие процессы установления носят название релаксационных и проходят через взаимодействие релаксирующих частиц между собой и с окружающей средой. В теории ЯМР рассматривается два механизма релаксации. Первый характеризуется временем установления теплового равновесия между магнитными ядрами и окружающими атомами и молекулами (спин-решеточная релаксация). Второй характеризуется временем установления равновесия в самой системе магнитных ядер (спин-сниновая релаксация). Встречающиеся в экспериментах значения Т1 лежат в интервале от 10 до 10 сек. Для твердых тел Т1 больше, чем для жидкостей и газов. Релаксация ограничивает время жизни ядра в данном состоянии. Это приводит к конечному интервалу частот, в к-ром наблюдается резонанс [c.545]