Контактное взаимодействие Ферм

Это взаимодействие электронного и ядерного спинов рассматривалось в гл. 9 в разделе, посвященном контактному взаимодействию Ферми, там же дается объяснение всем принятым обозначениям. Этот эффект связан с влиянием плотности неспаренного спина, который делокализован непосредственно на ядре, исследуемом методом ЯМР. Подставляя среднюю поляризацию электронных спинов в уравнение (12.9), получаем [c.169]

Сверхтонкое взаимодействие объединяет в себе контактное взаимодействие Ферми, дипольное взаимодействие ядерного спина с электронным и взаимодействие ядерного спина с орбитальным моментом [c.222]

Контактное взаимодействие Ферми подробно рассматривалось в гл. 9 и 12. Плотность неспаренного спина ощущается на исследуемом ядре за счет прямого подмешивания х-орбиталей к МО, на которой находится неспаренный электрон, и за счет спин-поляризации заполненных внутренних х-орбиталей под действием плотности неспаренных электронов на -орбиталях. Если 45-орбиталь металла свободна, то она может подмешиваться к -разрыхляющей орбитали, представляющей собой главным образом орбиталь металла если на этой -орбитали находится неспаренный электрон, то он частично занимает 4х-орбиталь металла. [c.224]

Сверхтонкое расщепление на ядрах лиганда зависит от контактного взаимодействия Ферми (F. С.), дипольного взаимодействия с ионом металла (DIP), дипольных эффектов, обусловленных электронной плотностью на р-орбитали лиганда (LDP), и псевдоконтактного вклада иона металла (LP ), возникающего за счет взаимодействия орбитального углового момента неспаренного электрона с ядерным спином лиганда. Если сверхтонкая структура, обусловленная лигандом, разрешена, то последний член обычно мал по сравнению с другими. При наличии интенсивного спин-орбитального взаимодействия следует ожидать большого псевдоконтактного вклада, но релаксационные эффекты осложняют наблюдение спектра ЭПР и. следовательно, сверхтонкого расщепления на лиганде. Значения А. и А выражают с помощью уравнений (13.38) и (13.39) [c.231]

В теории рассматриваются разные механизмы взаимодействия электрона и ядра в магнитном поле. Важнейший из них, так называемое контактное взаимодействие Ферми, связано с наличием на ядре электронной плотности неспаренного электрона. Такое взаимодействие тем больше, чем больше s-характер орбитали, на которой находится электрон. [c.62]

Вернемся к магнитному эффекту. Допустим, что молекула, находящаяся в магнитном поле, быстро вращается. Это может происходить, например, в жидкой среде. Тогда р-электрон подвергается быстро меняющемуся воздействию сверхтонкого поля ядра. Воздействие, естественно, усредняется, и эффект его должен исчезнуть. Однако в жидкостях и по отношению к з-электрону, как показывает опыт, сверхтонкое расщепление линий ЭПР достигает больших значений. Дело в том, что я-электрон, волновая функция которого сферически симметрична, тесно взаимодействует с ядром, проникает в него . При малых расстояниях между электроном и ядром их взаимодействие заметно отличается от диполь-диполь-ного. В результате -электрон (и только он) дает большое значение изотропного взаимодействия с ядром ( контактное взаимодействие Ферми ). [c.82]

Сверхтонкое расщепление, вызываемое взаимодействием протона и электрона в атоме водорода, составляет 506,8 Гс. Это расщепление, в основном обусловленное контактным взаимодействием Ферми (разд. 16.6), пропорционально вероятности нахождения ls-электрона на ядре. Значительно меньще ( 2—100 Гс) взаимодействие неспаренных электронов и протонов в органических радикалах, так как неспаренныи электрон занимает орбиталь, делокализованную по всей молекуле, и, следовательно, вероятность того, что неспаренный электрон находится на данном ядре водорода, весьма мала. [c.515]

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]

Наиболее важный вклад вносит контактное взаимодействие Ферми, которое можно рассматривать как предельную энергию взаимодействия электрона с магнитным диполем, когда размеры диполя стягиваются в точку [23]. Эта проблема имеет некоторые общие черты с проблемой сверхтонкого взаимодействия неспаренного электрона с ядром в ЭПР в обоих случаях необходимо знать волновую функцию электрона, в особенности в месте нахождения взаимодействующего ядра. Эта проблема была подробно рассмотрена в работе [163] недавно появились новые работы [96, 130], посвященные этому вопросу. [c.427]

Если электрон находится внутри ядра, уравнения (8) и (9), хак вполне понятно, неадекватны. В этом частном случае магнитное взаимодействие является изотропным и носит название контактного взаимодействия Ферми [c.422]

Дение, а величина > 5(0) определяет полную плотность электронного заряда у ядра. Ее следует отличать от величины связанной с магнитным сверхтонким взаимодействием, которое возникает за счет контактного взаимодействия Ферми и наблюдается в виде изотропного сверхтонкого взаимодействия в спектрах электронного парамагнитного резонанса, а также проявляется во внутренних полях в металлах. Определяемая магнитным взаимодействием величина 4 5(0) является мерой спиновой плотности неспаренных электронов у ядра. [c.249]

Гамильтониан описывает взаимодействие спина ядра с орбитальным и спиновым моментами электронов, а также контактное взаимодействие Ферми, приводящее к появлению эффективного магнитного поля, которое проявляется в эффекте Мессбауэра. м включает в себя также электростатическое взаимодействие с электрическим квадрупольным моментом ядра несмотря на то что это взаимодействие вносит лишь небольшое возмущение в собственные функции основного состояния, оно играет важную роль в спектре Мессбауэра, поскольку связано с градиентом электрического поля. [c.261]

Спиновая плотность электрона в непосредственной близости от ядра (это взаимодействие является контактным взаимодействием Ферми, рассмотренным выще в связи с константами взаимодействия в ЯМР). [c.357]

При написании этой книги важно было решить, на каком уровне необходимо вести изложение основных принципов. Очевидно, такие фундаментальные понятия, как диаграммы энергетических уровней, вероятности переходов и спин-гамильтониан, лучше всего объяснять с точки зрения квантовой механики. Весьма важно было также представить основные результаты как логически последовательные выводы из хорошо известных физических принципов, не прибегая к магическим формулам, взятым с потолка . Таким образом, наша задача сводилась к тому, чтобы точно, но простыми логическими средствами донести основные теоретические идеи до читателя с тем, чтобы он проследил каждую ступень аргументации и понял, откуда следует тот или иной вывод. При этом мы не стали излагать детали, которые не играют существенной роли, но усложняют теорию. Разумеется, в некоторых случаях необходимо было компромиссное решение. Например, мы не сочли целесообразным приводить вывод выражения для сверхтонкого контактного взаимодействия Ферми, поскольку элементарные доказательства неубедительны. Мы стремились подчеркнуть те явления, которые свойственны и электронному и ядерному резонансу. Так, читатель, знакомый с теорией ядерного диполь-дипольного взаимодействия, необходимой для понимания ширины линии ЯМР твердых тел, узнает также многое [c.8]

При рассмотрении взаимодействия между спиновыми моментами электрона и ядра мы должны констатировать два различных типа взаимодействия. К первому типу относится диполь-дипольное взаимодействие, вполне понятное и в рамках классической модели оно анизотропно и дает важную информацию при изучении электронного парамагнитного (спинового) резонанса (ЭПР) монокристаллов (здесь подробно не обсуждается). Для нашего изложения большое значение имеет другой тип взаимодействия — изотропное контактное взаимодействие Ферми, которое не имеет классических аналогий. Оно всегда проявляется в явлениях, для которых вероятность пребывания электрона в пространстве, занятом ядром, не равна нулю. В одноэлектронной модели этот случай реализуется для 5-электронов. Оператор, представляющий взаимодействие, получается путем перемножения 8 и I (в нашем случае 8г и 1г). Для системы одно ядро — один электрон спиновый гамильтониан имеет вид [c.269]

Таким образом, мы получаем результат, очень важный для спектроскопии ЭПР высокого разрешения. Следствием изотропного контактного взаимодействия Ферми оказывается расщепление вместо двух уровней ЭПР, отличающихся на энергию [c.270]

Можно показать [4, 7], что для больших значений констант СТВ, например в случае отрицательного иона нафталина, наиболее существенный вклад в уширение линии вносит контактное взаимодействие Ферми ширина линии, таким образом, должна [c.324]

Исследование зависимости ширины линии от концентрации ион-радикалов еще раз подтвердило преобладание контактного взаимодействия Ферми над всеми другими типами взаимодействий. Было показано, что изменяется линейно относительно [c.325]

Как видно из рис. 3, ширина линии Сз изменяется линейно с изменением т)о/Г в соответствии с изменением величины константы СТВ Сз в зависимости от температуры (рис. 2). Полное уширение линии можно приписать контактному взаимодействию Ферми, и для соответствующего верхний предел подсчитан равным 1,0- 10 с. Независимость значения константы СТВ от температуры и пропорциональность между величинами [c.330]

Релаксация так же как и У, обычно определяется контактным взаимодействием Ферми. Если это взаимодействие очень слабое, релаксацию определяет анизотропное дипольное взаимодействие Ферми. [c.333]

Релаксация определяется контактным взаимодействием Ферми в тех случаях, когда константа СТВ натрия велика ( 1 Гс). В других случаях релаксацию определяет квадрупольное взаимодействие, а иногда существенный вклад вносит дипольное анизотропное взаимодействие. [c.334]

Такой же результат получен для в то время как в релаксацию наряду с основным квадрупольным взаимодействием дает вклад также контактное взаимодействие Ферми. [c.334]

Релаксация Сз всегда определяется контактным взаимодействием Ферми. [c.334]

При обсуждении парамагнитных ионов переходных металлов мы уже описывали наблюдавшиеся отклонения резонанса протонов, вызываемые присутствием парамагнитных солей. Эти отклонения приписываются контактному или псевдоконтактному сдвигам. Анизотропия -тензора ионов переходных металлов свидетельствует о предпочтительном действии псевдоконтактного сдвига (непосредственное диполь-дипольное взаимодействие). Однако -тензор больших ароматических молекул по существу изотропен отсюда эффекты, наблюдаемые в растворах больших ароматических молекул, должны быть приписаны сдвигу за счет контактного взаимодействия Ферми. [c.347]

Суммирование к производится по всем электронным дыркам (в этой системе одна), а Pd = 0г0л-РРл < >- Символом ЖР обозначается вклад контактного взаимодействия Ферми члены 2/1)Р и (4/7)Р описывают дипольный вклад, а другие члены — взаимодействие ядерного спина с орбитальным угловым моментом электрона. В случае раствора должен получаться изотропный Л-тензор, в котором [c.227]

При интерпретации контактного взаимодействия Ферми Ж в терминах ковалентности связывания можно попасть в ловушку . Если симметрия 4.5-орбитали подходит для ее смешивания с -орбиталью, на которой находится неспаренный электрон, то появится прямой вклад в Ж. Исследование такого рода рассматривалось в связи с уравнением (13Л8). [c.230]

Спин-спиновую связь ядер рассматривают иногда как суммарный результат трех эффектов взаимодействия ядер и электронов. Во-первых, магнитный момент ядра оказывает воздействие на электрическое поле, обусловленное орбитальным движением электронов, а это поле, в свою очередь, взаимодействует с магнитным моментом другого ядра. Во-вторых, имеет место взаимодействие магнитных диполей, в котором участвуют не только ядра, но и электроны. И, наконец, учитывая симметрию атомных s-op-биталей, надо иметь в виду отличную от нуля электронную спиновую плотность на ядрах — так называемое контактное взаимодействие Ферми. При спин-спиновой связи протонов именно это взаимодействие является наиболее важным. [c.29]

Эффект Оверхаузера. В 1953 г. Оверхаузер [10] показал, что ядерная спин-решеточная релаксация в металлах протекает главным образом через электроны проводимости, посредством изотропного контактного взаимодействия Ферми. 41-8. Населенности уровней системы электронных спинов могут быть выравнены путем насыщения ЭПР-переходов. В результате этого ядерные спины распределяются по своим зеемановским уровням в соответствии с больцмановским распределением для электронных уровней. При этом сигнал ЯМР увеличивается в раз ( —элек- [c.341]

Действующее на ядро эффективное магнитное поле возникает за счет электронов самого атома обычно его называют внутренним полем. Основной вклад в это поле определяется контактным взаимодействием Ферми, т. е. непосредственным взаимодействием между ядром и неспаренньши з-электронами [451 [c.257]

Прежде всего следует отл1етнть, что так как распределение электронной плотности s-электрона симметрично относительно ядра, дипольное взаимодействие между таким электроном и ядром, усредненное по всему пространству, равно нулю. Далее п5-орбиталп являются единственными в своем роде aroAnibnui орбиталями с отличным от нуля значением плотности неспаренного электрона на ядре. Данное обстоятельство приводит к тому, что между ядром и электроном возникает изотропное сверхтонкое взаимодействие, которое называют контактным взаимодействием Ферми. Следовательно, если неспаренный электрон занимает гибридную i p-орби-таль атома с магнитным ядром, наблюдаемое сверхтонкое расщепление должно содержать изотропную и наложенную на нее анизотропную компоненты. Вклады обоих взаимодействий в расщепление можно определить из экспериментальных данных. Действительно, поскольку изотропная компонента (Л до) представляет среднее значение взаимодействия, то разность между экспериментальной величиной взаимодействия и изотропной колшонентой соответствует анизотропному взаимодействию В. [c.29]

Найтовские сдвиги. Быстро осциллирующие взаимодействия между отдельными ядрами и электронами, которые приводят к тому, что в спектрах ЭПР наблюдается только одна линия, дающая мало полезной информации, создают вместе с тем идеальные условия для наблюдения узких линий ядерного магнитного резонанса. К тому же вследствие такого взаимодействия положение линий сильно смещено по сравнению с нормальными значениями резонансных полей. Можно показать, что смещение линий, известное под названием найтовского сдвига, возникает вследствие контактного взаимодействия Ферми между неспаренными электронами и ядрами. Наблюдаемая резонансная линия лежит в области между значением резонансного поля для невзаимодействующих ядер и для ядер, непосредственно взаимодействующих с неспаренными электронами. [c.78]

Спектр ЯМР парамагнитных частиц в растворе отличается от спектров диамагнитных образцов следующим во-первых, резонансные линии упдирены во-вторых, наблюдается сдвиг линий в результате контактного взаимодействия Ферми. Физическая природа этих эффектов изложена в обзоре де Бура и ван Вил-лигена [2]. [c.319]

Де Бур и сотр. [16] установили, что молярный сдвиг, наблюдаемый для раствора трифениленнатрия в тетрагидрофуране, на 20% ниже теоретического значения 2,57 м. д. при 33°С, а 0,1 М раствор зеленой натриевой соли коронена при 33°С обнаруживает молярный сдвиг растворителя 3—4 Гц вместо теоретически предсказанного сдвига 15 Гц для чистого тетрагидрофурана. Добавление к этим растворам эквимолярных количеств глимов (гл. 3) сдвигает линии тетрагидрофурана к значению, рассчитанному теоретически. В то же время сигналы СНг-групп глима сдвигаются более чем на 4 м. д. в сторону слабого поля в присутствии трифениленнатрия и на 6 м. д. в присутствии коронен-натрия [17]. Эти результаты ясно показывают наличие контактного взаимодействия Ферми между неспаренным электроном и протонами тех молекул растворителя, которые координируются с ионными парами. Такое взаимодействие не позволяет определять концентрацию, используя теоретическое значение молярного сдвига, хотя 6 будет все еще находиться в линейной зависимости от концентрации радикалов [16]. Поэтому /р следует подсчитывать из соотношения [c.320]