Расщепление в нулевом поле

Рис. 9.23. Влияние расщепления в нулевом поле на ожидаемые переходы ЭПР.

Поскольку электрон-электронное взаимодействие является ди-польным [уравнение (9.37)], оно описывается симметричным тензором— так называемым тензором расщепления в нулевом поле D. [c.44]

Поскольку для систем с аксиальной симметрией X = У, последний член становится равным нулю. Если молекула характеризуется кубической симметрией, расщепление в нулевом поле зарегистрировать не удается. [c.45]

Значение спин-гамильтониана состоит в том, что он дает стандартный феноменологический путь, с помощью которого спектр ЭПР можно описать через небольшое число констант. Определив экспериментально величины этих констант, можно далее использовать их в расчетах электронных конфигураций и энергетических состояний иона. Следует отметить, что для данной системы не все члены в уравнении (9.39) одинаково важны. Для ядра, не имеющего спина, все члены, содержащие /, равны нулю. Равен нулю и первый член, если расщепление в нулевом поле отсутствует. [c.50]

О. (О — параметр тетрагонального расщепления или расщепления в нулевом поле). [c.145]

Рассмотрите следующую систему энергетических уровней, которая должна была бы появиться при расщеплении в нулевом поле состояния с 5 = 1 [c.158]

Здесь О — параметр расщепления в нулевом поле, другие символы имеют свой обычный смысл. Определите молярную парамагнитную восприимчивость этой системы. [c.158]

Спектры ЭПР комплексов ионов переходных металлов дают быструю информацию об электронных структурах этих комплексов. Дополнительная информация и осложнения, характерные для систем ионов переходных металлов, обусловлены возможным вырождением /-орбиталей и тем, что многие молекулы содержат более одного неспаренного электрона. Эти свойства приводят к орбитальным вкладам и эффектам нулевого поля. В результате существования заметных орбитальных угловых моментов -факторы комплексов многих металлов очень анизотропны. Спин-орбитальное взаимодействие также приводит к большим расщеплениям в нулевом поле (от 10 см и больше) за счет смешивания основного и возбужденного состояний. [c.203]

СВЕРХТОНКОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ И РАСЩЕПЛЕНИЕ В НУЛЕВОМ ПОЛЕ Проявление в спектрах эффектов сверхтонкого расщепления в нулевом поле [c.218]

Сверхтонкое расщепление на металле и расщепление в нулевом поле дают много информации о комплексах переходных металлов. Рис. 9.14 демонстрирует СТВ с кобальтом в случае Соз(СО)98е. Прежде чем продолжать знакомство с этой темой, читателю полезно заново просмотреть раздел, посвященный анизотропии СТВ в гл. 9, и раздел, посвященный ЭПР триплетных состояний. Спин-гамильтониан для одного ядра со спином I и одного эффективного электронного спина 5 может быть записан с учетом сверхтонкого расщепления на металле и расщепления в нулевом поле [c.218]

В предыдущем разделе мы обсуждали член pH 5 и осложнения, обусловленные орбитальными эффектами. Следующий за ним член учитывает эффекты расщепления в нулевом поле, описанные ранее с по- [c.218]

Первый член описывает расщепление в нулевом поле, следующие два члена—влияние магнитного поля на спиновую мультиплетность, остающуюся после расщепления в нулевом поле члены с Ац и являются мерой сверхтонкого расщепления параллельно и перпендикулярно главной оси, а Q —мерой небольших изменений в спектре, вызванных ядерным квадрупольным взаимодействием. Все эти эффекты обсуждались в гл. 9. Последний член учитывает тот факт, что ядерный магнитный момент может непосредственно взаимодействовать с внешним полем Яд = Нц /, где у — гиромагнитное отношение ядра, а Р — ядерный магнетон Бора. Он описывает ядерный эффект Зеемана, который вызывает переходы в ЯМР. Зеемановское ядерное взаимодействие может влиять на спектр парамагнитного резонанса только в том случае, когда неспаренные электроны взаимодействуют с ядром в ядерном сверхтонком или квадрупольном взаимодействиях. Если даже такое взаимодействие и реализуется, то его величина пренебрежимо мала по сравнению с величинами других эффектов. [c.219]

В случае искажения более низкой симметрии имеются три различные компоненты д , ду и и три различные константы сверхтонкого взаимодействия — А , Л и /1 . Поэтому необходимо включить два дополнительных члена Е(81 — 5у) — дополнительное расщепление в нулевом поле и б" (/ — /,)—дополнительное квадрупольное взаимодействие. Соответственно символы Р и Р часто используют вместо символов 2 и 2 ". [c.219]

Спин-орбитальное взаимодействие подмешивает к основному состоянию возбужденные состояния которые расщепляются кристаллическим полем, и это смешивание приводит к небольшому расщеплению в нулевом поле уровней комплекса Мп . Дипольное взаимодействие электронных спинов дает меньший эффект по сравнению с подмешиванием более высоко лежащих состояний комплекса. В этом примере очень интересны орбитальные эффекты, поскольку основным состоянием является 5, и поэтому возбужденное состояние Т2 может подмешиваться только за счет спин-орбитальных эффектов второго порядка. Таким образом, расщепление в нулевом поле относительно невелико, например порядка 0,5 см в некоторых порфириновых комплексах [c.220]

В отсутствие (Л) и в присутствии (Б) расщепления в нулевом поле. Система Б направлена вдоль оси 2, поскольку эффект расщепления в нулевом поле очень анизотропен. [c.221]

Как упоминалось в гл. 9, расщепление в нулевом поле может быть настолько велико, что переходы с Ат = 1 не регистрируются. Например, переходы с Ат = + 1 не наблюдаются в комплексах (d ), но можно обнаружить, что под действием ядерного спина (1 = 1/2) слабый переход с Amj = 2(—1-> +1) расщепляется на восемь линий. Механизм, за счет которого становится разрешенным переход Ат = 2, обсуждается для триплетных состояний органических соединений в гл. 9. [c.222]

В этом разделе дается краткий обзор некоторых результатов, полученных при исследовании различных "-комплексов методом ЭПР. Более полное обсуждение читатель может найти в работах [19, 20]. Прежде чем приступить к рассмотрению результатов, следует упомянуть, что спин-орбитальное взаимодействие — главный фактор, определяющий электронную релаксацию в этих системах. При ознакомлении с этим разделом читатель может столкнуться с Такими утверждениями, как расщепление в нулевом поле вызывает быструю релаксацию или анизотропия 3-фактора ведет к небольшим временам жизни электронного спинового состояния и т.д. Все эти выражения говорят об очевидных эффектах спин-орбитального взаимодействия в молекуле. Ранее уже обсуждалась связь спин-орбитального взаимодействия с релаксационными эффектами. Комплексы ионов переходных металлов второго и третьего периодов значительно более сложны для исследования методом ЭПР, поскольку в этом случае значения констант спин-орбитального взаимодействия много больше. [c.233]

Известно очень немного спектров ЭПР для " -электронной конфигурации. Основное состояние этой системы в слабом кристаллическом поле 0 не имеет орбитального углового момента, поэтому S—хорошее квантовое число. Расщепление в нулевом поле уровней +2, + 1 и О приводит к четырем переходам, если расщепление мало, как это показано на рис. 13,14, и ни к одному, если расщепление велико. Ожидаемые ян-теллеровские искажения и сопровождающие их большие расщепления в нулевом поле часто делают невозможной регистрацию спектров. [c.236]

Такую ситуацию хорошо демонстрирует рис. 13.16, где В—лиганд слабого поля, например Р " или Н,0, который вызывает образование высокоспинового комплекса. Параметр расщепления в нулевом поле О был измерен для нескольких систем такого типа путем изучения спектра в дальней инфракрасной области в магнитном поле. Для различных комплексов были получены значения в интервале 5 — 20 см" [40]. [c.242]

Основным состоянием газообразного иона является причем низшее положение в октаэдрическом поле занимает орбитальный синглет. -Оболочка заполнена более чем наполовину, поэтому спин-орбитальное взаимодействие ведет к значению д-фактора, превышающему значение для свободного электрона. Расщепление в нулевом поле делает трудной регистрацию спектров ЭПР, если только не использовать низкие температуры. Найденные значения д-фактора обычно близки к изотропным. [c.245]

Рис. И.9. Квартет уровней системы со спином 8 — 12 при большом крамерсовском расщеплении в нулевом поле

Существует теорема Крамере а, согласно которой у систем с четным число.м неспаренных электронов низшее по энергии состояние в нулевом поле соответствует т,з=0, как и показано на рис. П1.8, б для триплетного состояния молекул. Более высокие по энергии состояния из-за электростатического и спин-орбитального взаимодействия могут быть в отличие от случая, представленного на на рис. 1П.8, б, и не вырождены в отсутствие внешнего магнитного поля. Для анизотропных систем с нечетным числом неспаренных электронов при расщеплении в нулевом поле произвольной симметрии всегда существуют по крайней мере дважды вырожденные состояния. Это вырождение, называемое крамерсовским, снимается внешним магнитным полем, как показано на рис. П1.8, б для системы с электронным спином 5=1 и на рис. П1.9 для системы со спином 5 = 3/2. [c.64]

Следствием расщепления в нулевом поле является также возможность нарушения правила отбора Дт5 = 1, приводящего к ус- [c.64]

Рис. 8.1.1. Расщепление в нулевом поле уровня триплетного состояния. Обозначения спиновых функций 1> = [аа> 0> = (1ар> + 1Ра>)/ 2 и -1> = рр>. Л и - параметры расщепления в нулевом поле уИ собственные значения операторов и соответственно.

Л — расшепление в нулевом поле отсутствует. Б — умеренное расщепление в нулевом поле штриховые стрелки лемонстрируют результат, полученный при фиксированной частоте, а сплошные стрелки — результат, полученный при фиксированном поле. В-большие эффекты расщепления в нулевом поле предполагается, что. магнитное поле параллельно оси липоля молекулы. [c.44]

Элементы тензора D имеют тот же самый вид, что и элементы тензора Т в уравнении (9.25). Этот дипольный С ензор объясняет большую анизотропию, наблюдаемую в спектре бирадикала. Используя главные оси, которые приводят к диагональному виду тензор расщепления в нулевом поле, мы можем записать [c.44]

Первый член описывает расщепление в нулевом поле, следующие два — влияние магнитного ноля на спиновую вырожденность, остающуюся после расшепления в нулевом поле. Члены А служат -лероп сверх-тонкого расщепления параллельно и перпендикулярно единственной в своем роде оси, а Q характеризует изменения в спектре, обусловленные квадрупольным взаимодействием. Все эти эффекты рассматривались ранее. Последний член учитывает тот факт, что ядерный магнитный момент iv может взаимодействовать непосредственно с внешним полем Цл Яд = д > Нд1. Это взаимодействие может повлиять на парамагнитный резонанс лишь в том случае, когда неспа- [c.49]

В гл. 9 были рассмотрены эффекты расщепления в нулевом поле, обусловленные дипольньп взаимодействием двух или более электронных спиновых моментов. В комплексах ионов переходных металлов член S-D-S используют для описания любого эффекта, который снимает спиновое вырождение, включая дипольные взаимодействия и спин-орбитальное расщепление. Низкосимметричное кристаллическое поле часто приводит к большим эффектам нулевого поля. [c.219]

В противоположность термину сверхтонкое расщеп.гение термин тонкое расщепление используют в том случае, когда полоса поглощения расщепляется из-за снятия вырождения в результате расщепления в нулевом поле. Компоненты тонкого расщепления имеют различные интенсивности интенсивность центральных линий наибольщая, в то время как для боковых линий она наименьщая. В простых случаях разделение линий изменяется как функция Зсоз-0- 1, где 0 — угол между молекулярной осью 2 и направлением магнитного поля. [c.221]

На рис. 13.11 показано влияние расщепления в нулевом поле на систему с 5 = 1 при фиксированной молекулярной ориентации. (Напомним, что крамерсово вырождение отсутствует.) В отсутствие эффектов нулевого поля (рис. 13.11, А) два перехода с Amsl = 1 вырождены, и наблюдается только одна полоса. [c.221]

Для расщепления, показанного на рис. 13.11, Б, в спектре должны наблюдаться две линии. Конкретным примером систем такого типа служит основное состояние 2 комплекса никеля(П) в поле 0 - Спин-орбитальное взаимодействие подмешивает возбужденные состояния, которые расщепляют конфигурацию Напо.иним, что расщепление в нулевом поле очень анизотропно и обеспечивает. механизм релаксации для электронного спинового состояния. Поэтому спектр ЭПР комплексов никеля(П) с симметрией 0 трудно регистрировать, и при исследовании, как правило, необходимо их замораживать до температуры жид- [c.221]

Основным состоянием октаэдрических -комплексов тляется " 2, которое должно обладать крамерсовым дублетом низшей энергии. Если расщепление в нулевом поле мало, как это показано на рис. 13.13, Л, то иногда удается зарегистрировать три перехода и из двух наблюдаемых переходов можно получить параметр расщепления в нулевом поле. Если расщепление в пулевом поле велико по сравнению с частотой спектрометра, то наблюдается только одна полоса (рис. 13.13, Б). Вообще спектры можно согласовать со спин-гамильтонианом [c.235]

Эта -электронная конфигурация исследовалась очень тщательно. Высокоспиновые комплексы имеют основные состояния а другие секстетные состояния отсутствуют. Другим ближайщим термом является и для его подмешивания необходимы спин-орбитальные взаимодействия второго порядка, поэтому его вклад мал. Таким образом, время жизни электронного спина велико, и спектры ЭПР можно легко регистрировать при комнатной температуре и в кристаллических полях любой симметрии. Более того, при нечетном числе электронов крамерсово вырождение наблюдается даже при большом расщеплении в нулевом поле. Энергетические уровни комплекса Мп(П) изображены на рис. 13.10. Результаты, полученные для высокоспиновых комплексов, можно согласовать с гамильтонианом [c.239]

Укажите, как расщепление в нулевом поле и крамерсово вырождение находят применение в этих примерах. [c.257]

Рис. 1П.8. Расщепление триплетного состояния (5=1) в магнитном поле в отсугствие (п) и при наличии (б) крамерсовского расщепления в нулевом поле

Оператор (11) приводит к расщеплению энергетического уровня спинового мультиплета даже в отсутствие внешнего магнитного поля. По этой причине такое расщепление называют расщеплением в нулевом поле оно характерно для каждого несинглетного состояния молекулы и определяется методом электронного парамагнитного резонанса. [c.398]

JaPl 250 Гц (1 Гц 3,336 10 см ). Эти постоянные, как и постоянные расщепления в нулевом поле, а также постоянные элек-трон-электронного и электрон-ядерного спин-спинового взаимодействия являются характерными величинами для каждой молекулы, для каждого окружения ядра а или пары ядер аир другими ядрами. [c.400]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология