Момент ядерный спиновый

ОН дает зависимость энергии от напряженности поля, представленную на рис. 9.1. О втором члене гамильтониана мы уже говорили при обсуждении ЯМР он описывает взаимодействие ядерного момента атома водорода с магнитным полем. Второй член меньше первого и имеет противоположный знак (состояние с Ш/ = + Vj является низшим). Совместное влияние первых двух членов уравнения (9.4) на энергии спиновых состояний атома водорода в магнитном поле показывает рис. 9.2,В. В приведенном примере напряженность магнитного поля фиксирована и штриховые линии показывают изменения энергии, вызываемые введением нового члена в гамильтониан. Для того чтобы определить энергию атома водорода в магнитном поле, мы используем для этого гамильтониана [уравнение (9.4)] базис из четырех возможных электронных и ядерных спиновых функций ф = Ф2 = [c.10]

Далее мы перейдем к члену а 5 гамильтониана. Этот член описывает взаимодей<а вие электронного и ядерного спиновых моментов, которое с классической точки зрения соответствует скалярному про- [c.10]

Здесь ядерный момент взаимодействует не только со спиновым моментом (что рассмотрено ранее), но и с орбитальным моментом. Ядерное взаимодействие со спиновым моментом характеризуется тензором с нулевым следом, но след тензора взаимодействия с орбитальным моментом отличается от нуля. Поэтому для спектров ЯМР в растворе наблюдается псевдоконтактный вклад. [c.225]

Ядерная спиновая статсумма связана с ядерным спиновым моментом количества движения. Ее величина определяется ядерным спиновым вырождением. Для одного ядра со спином I [c.110]

Если ядро имеет ненулевой спин, то существует взаимодействие между ядерным спиновым магнитным моментом, спиновым и орбитальным магнитным моментом электрона, которое ведет к так называемой сверхтонкой структуре атомных спектров. Полный уг-—> [c.93]

Если ядро имеет ненулевой спин, то существует взаимодействие между ядерным спиновым магнитным моментом, спиновым и орбитальным магнитным моментом электрона, которое ведет к так называемой сверхтонкой структуре атомных спектров. Полный угловой момент F атома есть сумма полного момента всех электронов J и спинового момента ядра Г. [c.84]

МИЭ может найти применение для разделения ядерных изомеров. Например, два изомера олова, " 8п и 8п, имеют ядерные спиновые моменты 1/2 и 11/2, соответственно. Следовательно эти ядерные изомеры в принципе могли бы быть разделены в ходе радикальной реакции оловосодержащей органической молекулы. Хотя первые попытки такого разделения ядерных изомеров олова оказались пока безуспешными, работа в этом направлении может быть продолжена. [c.58]

Ядро со спином / взаимодействует с неспаренным электроном посредством либо дипольного, либо контактного взаимодействия Ферми. В силу того, что магнитный момент электронов много больше ядерного магнитного момента, электрон-ядерное взаимодействие является доминирующим для ядерной спиновой релаксации. Временная зависимость релаксации в данном случае определяется тем, что для спинов электронов время спин-решеточной релаксации намного меньше всех других времен, т.е. соответствующее время [c.40]

Ядерный спин характеризуется спиновым числом I, которое мо кет быть равно нулю или числу, кратному /г- В дальнейшем рассматриваются главным образом ядра со спином, равным Ч2, в первую очередь протон к числу других ядер со спином /2, которые были изучены методом ядерного спинового резонанса, относятся ядра Р и С . Основные изотопы углерода и кислорода С 2 и О немагнитны (/ = 0). Ядро со спином /2, находящееся во внешнем магнитном поле Н, будет иметь одно из двух возможных значений энергии цН, где — составляющая ядерного магнитного момента в направлении Н. Эти энергетические уровни примерно соответствуют ориентации магнитного момента вдоль и против направления магнитного поля. Ориентацию спина можно изменить, т. е. можно возбудить переход с одного энергетического уровня на другой. Переход сопровождается поглощением или испусканием кванта энергии [c.258]

Спин характеризуется ядерным спиновым квантовым числом /, которое может принимать значения, кратные 1/2, т. е. 7 - О, 1/2, 1, 3/2 и т. д. Все ядра с нечетными массовыми числами, а также ядра с четными массовыми числами, но имеющие нечетное число протонов и нечетное число нейронов, обладают магнитным моментом. Следовательно, ядра Н, С, N, 0, Р и 1Р имеют магнитный момент и могут давать спектры ЯМР, тогда как ядра С, %0 и не обладают магнитным моментом. Считается, что для спектроскопии ЯМР лучше подходят ядра с / - 1/2, т, е. Н, С, Р и "Р. Величину / рассчитать не удается (табл. 4.9). [c.116]

Если 1 — ядерное спиновое число, то соответствующий магнитный момент равен [/(/+ 1)] уй, где — гиромагнитное отношение, д — фактор расщепления, а Цо — ядерный магнетон. В магнитном поле Я вследствие зеемановского расщепления (см. с. 159) возникает 2/+ 1 уровней с энергиями [c.167]

Если I — ядерное спиновое число, то момент количества движения численно равен [/(/- - )] Н/2л, а магнитный момент У J + )] 1=уЬ/2п, где V = — гиромагнитное отнощение, д — фактор расщепления, а (го — ядерный магнетон. В магнитном поле Но вследствие зеемановского расщепления возникает 21 1 уровней с энергиями [c.335]

Билинейные члены в гамильтониане описывают взаимодействия между ядерными спиновыми моментами. Обычно их разделяют на две категории. [c.71]

Прямые дипольные взаимодействия между ядерными спиновыми моментами дают структурную информацию. Вклады в га- [c.71]

Спектроскопия ЯМР основана на измерении магнитных свойств атомных ядер. Магнитные свойства ядер, в свою очередь, обусловлены тем, что ядра атомов, вращающиеся вокруг собственной оси, имеют момент количества движения, который называется спином ядра. Спин характеризуется ядерным спиновым квантовым числом /, которое может принимать значения О, 1/2, 1, 3/2,. .. и определяется числом протонов и нейтронов, составляющих ядро. [c.539]

Внутренний угловой момент выражается в единицах /г/2я и, как правило, при помощи максимального значения его составляющей на некоторое выделенное направление — в качестве такового выбирается направление накладываемого внешнего поля. В выражении //г/2я ( = /Ь) / — ядерное спиновое квантовое число. Приблизительно у 140 из 280 стабильных изотопов его величина равна нулю, а у остальных находится в пределах 72-72. [c.351]

Спектр ЭПР этого иона более сложен, чем снектр ЭПР серы [16] он имеет сверхтонкую структуру, поскольку магнитный момент электронного спина взаимодействует с ядерными спиновыми моментами протонов. Исходя из числа различных протонных окружений, которое может быть определено из симметрии молекулы, следовало ожидать двадцать пять линий, и все они были разрешены [27] все вместе они занимают около 27 гаусс (рис. 47). [c.213]

Рассмотрим соединение, молекула которого содержит ядро со спином и соответствующим магнитным моментом. В отсутствие внешнего поля магнитные моменты ядер ориентированы хаотично и все ядра занимают состояния с равной энергией. При наложении магнитного поля ядра могут занять различные энергетические уровни в зависимости от дозволенных значений ядерного спинового квантового числа mj и в соответствии с определенными ориентациями по отношению к магнитному полю. Простейшим случаем является такое ядро, как протон, у которого спин I равен V2 тогда Mi должно быть либо -f /2, либо —В таком случае имеются только две дозволенные ориентации по отношению к полю, а именно когда составляющая ядерного момента количества движения в направлении поля равна + /г (/г/2п) и —1/2 (/г/2л). Соответственно составляющая ядерного магнитного момента, направленная вдоль поля, которая связана с моментом количества движения, может принимать только два значения -f x и — л. Точная их величина рассматривается ниже. Поле влияет на энергии ядер в этих двух ориентациях в поле с напряженностью Н они отличаются от значения при нулевом ноле на — хЯ и - - jlH. Таким образом, имеются два энергетических уровня с разностью энергий 2 iH (рис. 48). Устанавливается равновесное распределение ядра распределяются между двумя уровнями по закону Максвелла — Больцмана , так что имеется небольшой избыток ядер в нижнем энергетическом состоянии . [c.220]

Ядра некоторых изотопов обладают механическим угловым моментом (спином). Величина этого момента зависит от ядерного спинового числа /, которое может принимать значения О, 7г> 1, 7г, Б зависимости от типа ядра. Спиновое число / связано с массовым и атомным числами следующим образом [c.69]

В одинаковом магнитном поле электронный резонанс возникает при гораздо более высокой частоте по сравнению с ядерным резонансом, поскольку магнитный момент- электрона примерно в 1000 раз больше магнитного момента протона, хотя они и могут обладать одинаковым спиновым квантовым числом. Электронный спиновый резонанс наблюдается в микроволновом диапазоне частот (приблизительно 28 ООО МГц), ядерный спиновой резонанс — при радиочастотах (10—50 МГц). [c.224]

Поскольку известно, что ядро атома имеет как массу и заряд, так и спиновый механический момент, то точную волновую функцию для молекулы мы получим, лишь умножая обсуждавшиеся выше волновые функции на ядерную спиновую функцию ср. Обозначая полную волновую функцию через с ) , имеем где ф — ранее обсуждавшаяся [c.354]

Метод ядерного магнитного резонанса. Этот метод дает сведения о регулярных узлах решетки, занятых диамагнитными ионами, обладающими достаточным количеством нечетных изотопов, с ядерным спиновым моментом, кратным /3. Если спин ядра больше /-2, в спектре ЯМР появляются квадрупольные эффекты, расщепляющие спектр в электрическом кристаллическом поле. [c.6]

Ядро с ядерным спиновым квантовым числом I 1 также характеризуется электрическим моментом, и неспаренный электрон взаимодействует как с магнитным ядерным, так и с электрическим моментом. Градиент электрического поля на ядре может взаимодействовать с ква-друпольным моментом (такое взаимодействие изучается с помощью спектроскопии ядерного квадрупольного резонанса), и это взаимодействие влияет на энергии электронных спиновых состояний через ядерно-электронное магнитное взаимодействие как возмущение второго порядка. Влияние квадрупольного взаимодействия обычно носит сложный характер, поскольку этому взаимодействию сопутствует значительно большее магнитное СТВ. Ориентация ядерного момента квантуется как по отношению к градиенту электрического поля, так и по отношению к направлению магнитного поля. Если направление магнитного поля и оси кристалла параллельны, квадрупольное взаимодействие приводит только к небольшому смещению всех энергетических уровней на по- [c.45]

Метод ЯМР заключается в следующем. Ядра некоторых атомов, в том числе и водорода (протона), обладают собственным моментом количества движения — ядерньш спином, который характеризуется спиновым квантовым числом /. При вращении заряженного ядра возникает магнитное поле, направленное по оси вращения. Другими словами, ядро ведет себя подобно маленькому магниту с магнитным моментом рц. Магнитный момент квантуется, т. е. ядро с ядерным спиновым числом / может ориентироваться во внешнем однородном магнитном поле На различными способами, число которых определяется магнитным квантовым числом т/. Каждой такой ориентации ядра соответствует определенное значение энергии. Ядра некоторых элементов, имеющих спиновое квантовое число I = = /а ( Н, зф), во внешнем магнитном [c.146]

В связи с различными возможностями ориентации ядра А под влиянием магнитного -момента ядра В со спином / линия ядра А расщепляется на мультиплет (2/+1). В присутствии п эквивалентных соседних ядер с ядерным спином I число состояний становится равным 2/г/+1. Распределение интенсивности линий зависит от статистического распределения ядерных спиновых состояний и для ядер с /= /2 соответствует последовательности биномиальных коэффициентов. В качестве примера рассмотрим сверхтонкую структуру спектра молекулы РРз. Резонансная линия ядра Р под влиянием соседного ядра Р со спином /2 расщепляется на две линии (рис. А.27, а). Резонансная линия ядра фосфора под действием трех одинаковых ядер P со спином /= /2 дает квартет с отношением интенсивностей 1 3 3 1 (рис. А.27, б). [c.73]

Другим следствием Г-конверсии в радикальных парах в результате передачи электронного спинового момента ядерным спинам является поляризация последних. Синхронный переворот электронных и ядерных спинов при обмене энергией способствует аномальной заселенности даерных зеемановских уровней. Это проявляется либо в эмиссии радиоизлучения в случае избыточной заселенности верхних уровней (отрицательная поляризация), либо в дополнительном поглощении радиоизлучения (положительная поляризация). Эффекты химической поляризации ядер отчетливо проявляются в ЯМР. Они являются причиной радиочастотной генерации, зарегистрированной недавно в реакциях фотопереноса электрона с порфи-рина на хинон (АЛ.Бучаченко, ВЛ.Бердинский). [c.485]

Здесь 8 и I — операторы дипольного и ядерного спиновых моментов, — тензор фактора расщепления для электрона ( -фак-тор анизотропен), f — тензор дипольного взаимодействия электронного и ядерного спинов, — ё -фактор ядра N 1 Первый член (5,169) представляет взаимодействие электронного спинового момента с внешним полем, второй — сверхтонкое взаимодействие электрона и ядра, третий — взаимодействие ядра азота с внещним полем. Наблюдаемые спектральные линии соответствуют разрешенным переходам между собственными состояниями этого гамильтониана. [c.342]

Протоны, как и электроны, обладают половиной кванта спинового углового момента и поэтому имеют магнитный момент, ассоциированный со спином и равный ( /2)0/2 + 1) /2" е/2/ПрС (см. стр. 48). В то время как для электрона равно —2,00023 (знак минус указывает на то, что магнитный момент направлен в сторону, противоположную направлению спинового момента), значение g для протона составляет -Ь5,585. Величина ек1АпгПрС называется ядерным магнетоном, и, поскольку протоны приблизительно в 2000 раз тяжелее электронов, ядерный магнетон примерно в 2000 раз меньше магнетона Бора. Поведение ядерных магнитных моментов во внешнем магнитном поле совершенно аналогично поведению электронных спиновых моментов (стр. 49), причем точно также можно определить и ядер ную парамагнитную восприимчивость. Поскольку в выражение для восприимчивости входит квадрат магнитного момента, ядерные парамагнитные восприимчивости более чем в миллион раз меньше обычных парамагнитных восприимчивостей, и поэтохму их не удается измерить с помощью обычных методов. [c.343]

Отдельные ядерные спины подвергаются действию не только внешнего поля Яд. На них влияют также значительно более слабые локальные магнитные поля других ядерных спинов, а также магнитные поля, вызываемые движением электронов окружающих атомов. Дополнительно к этому, благодаря неизбежной неоднородности поля Я , локальные магнитные поля слегка отличаются для разных ядерных спиновых магнитных моментов. Все это приводит к небольшим различиям частот Ларморовской прецессии различных спинов. Мохсно сказать. [c.48]

Ядерная спиновая релаксация. Существует процесс, называемый спин-решеточной релаксацией, который позволяет восстановить нарушенное больпмановское распределение ядер по уровням энергии. Время жизни ансамбля идентичных ядер (в отсутствие облучения) в любом из двух состояний — верхнем или нижнем — характеризуется временной постоянной Г] или временем спин-решеточной релаксации. При облучении ядер (т. е. в момент, когда больцмановское распределение нарушено) время Т определяет промежуток времени, который требуется для того, чтобы ядерные спины экспоненциально вернулись к больцмановскому распределению. Через промежуток времени, равный Т, первоначальная ядерная намагниченность сохраняется на 36,8% (т. е. 1/е) возвращение к равновесному распределению на более чем 99% требует интервала времени БГ,. (Мы пока не касаемся влияния двойного резонанса на ансамбль спинов, в частности ядерного эффекта Оверхаузера, который будет рассмотрен ниже.) [c.19]