Ядерный квадрупольный резонанс структура молекул

Наряду с энергией связи и стабильностью ядер больщое значение в химических процессах имеют также магнитный и электрический моменты ядра. Спин ядра складывается из спинов нуклонов С/2Й) таким образом, что составляет четное или нечетное число, кратное исходному спину /гй. Поэтому спин ядра может для разных элементов меняться от О до 4,5. Он проявляется в сверхтонкой структуре атомных спектров и является основой метода ядерного магнитного резонанса. Так называемый квадрупольный момент ядра Q отражает асимметрию распределения заряда в ядре. Он особенно важен при взаимодействии между неполярными молекулами (например, молекулами СОг в газовой фазе). Q дает также информацию об отклонении ядра от сферической формы. [c.35]

Включенное вещество не оказывает влияния на формы колебаний частиц в решетке гидрохинона. Последнее допущение приемлемо, если не возникают нарушения в основном каркасе при размещении молекул, имеющих особые формы. Такие нарушения можно обнаружить путем определения параметров кристаллической структуры они практически отсутствуют в клатратном соединении гидрохинон — аргон. Некоторые особенности спектра ядерного квадрупольного резонанса клатратного соединения с азотом были объяснены небольшими видоизменениями полостей (см. главу десятую, раздел [c.446]

Для того чтобы выбрать лучший метод расчета, необходимо иметь совокупность экспериментальных данных для проверки получаемых результатов. Распределение электронной плотности определяет, очевидно, такие характеристики молекул, как длина связей, дипольные моменты, химические сдвиги (при измерении ЯМР), структуру сигналов ЭПР и ядерного квадрупольного резонанса. [c.156]

В атомах и молекулах ядра находятся внутри электронных орбиталей, и когда электронное распределение вокруг квадру-польного ядра несферическое, то между электронным и ядерным полями происходит взаимодействие. Следовательно, ядро будет иметь потенциальную энергию, которая зависит от ориентации квадрупольного момента по отношению к внешнему полю, образуемому окружающими электронами и ядрами (ср. с теорией ядерного магнитного резонанса разд. 6,10). Возможные ориентации квантуются, т. е. разрешены только определенные углы, каждый из которых приводит к несколько отличной потенциальной энергии. Таким образом, существует ряд различных энергетических уровней, переходами между которыми объясняется сверхтонкая структура вращательных линий в микроволновом спектре (разд. 6.5). [c.230]

Единственным изотопом фтора, существующим в природе, является Р Этот изотоп имеет ядерный спин, равный и ядерный магнитный момент л = 2,6273 ядерных магнетона, приводящий к частоте ядерного магнитного резонанса v = 60 Мгц в магнитном поле напряженностью 15 Кгс. Это весьма сходно с поведением протона, у которого s = /2, jx = 2,79270 ядерных магнетона и v = = 60 Мгц при напряженности поля около 14 Кгс. Поэтому по важности за протонным магнитным резонансом идет использование ЯМР F для получения сведений о строении и скоростях реакций соединений фтора (см. стр. 168—170). Природные изотопы хлора — С1 (75,4 ат.%) и СР (24,6 ат.%). Оба изотопа имеют ядерные спины, но их спектры ЯМР используются сравнительно мало, хотя тот факт, что оба эти изотопа имеют ядерные квадрупольные моменты (ядерный квадрупольный момент фтора F равен нулю), служит для получения данных о распределении зарядов в молекулах. Так, например, величина ядерного квадрупольного взаимодействия в I I интерпретирована как указание на большой вклад структуры I+ 1 . Бром встречается в природе в виде Вг (49,4 ат.%) и Br i (50,6 ат.%), а иод на 100% состоит из [c.321]

Наряду с энергией связи и стабильностью химически важными свойствами ядра служат магнитный и электрический моменты. Спин ядра состоит из спинов нуклонов (1/2 л), поэтому он всегда равен четному или нечетному кратному ОТ 1/2 п- Спины всех ядер ] имеют значение в основном ОТ О до 4,5 спин проявляется, например, в сверхтонкой структуре атомных спектров и играет огромную роль в спектроскопии ядерного резонанса. Так называемый квадрупольный момент ядер О характеризует асимметрию в распределении заряда и определяет межмоле-кулярные силы, действующие между неполярными молекулами (например, в газообразном СОд). Значение О позволяет оценить степень отклонения формы ядра от шарообразной. [c.41]

Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К.п, обусловлены изменением электронного распределения-переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии я 2,6-10 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра 2 т 10 А я 1,3 -10 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электронно-позитронных пар (Д % 1,3 10 Дж/моль, излучение в /-диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мульти-метность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (Д % 1 10 -5-Ю Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с из.менением вращат. состояний молекул (10-10 см я 1,2-10 -1,2 х X 10 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры. Колебательные спектры. Электронные спектры, Мёссбауэровская спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадрупольный резонанс. Рентгеновская спектроскопия. Фотоэлектронная спектроскопия. [c.368]

Элементарные реакции. Для установления М. р. привлекают как теоретич. методы (см. Квантовая химия, Динамика элементарного акта), так и мiioгoчи лeнныe эксперим. методы. Для газофазньк р-ций >io молекулярных пучков метод, масс-спектрометрия высокого давления, масс-спектрометрия с хим. ионизацией, ионная фотодиссоциация, ион-циклотронный резонанс, метод послесвечения в потоке, лазерная спектроскопия-селективное возбуждение отдельных связей или атомных групп молекулы, в т.ч. лазерно-индуцированная флуоресценция, внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, активная спектроскопия когерентного рассеяния. Для изучения М. р. в конденсир. средах используют методы ЭПР, ЯМР, ядерный квадрупольный резонанс, хим. поляризацию ядер, гамма-резонансную спектроскопию, рентгено- и фотоэлектронную спектроскопию, р-ции с изотопными индикаторами (мечеными атомами) и оптически активными соед., проведение р-ций при низких т-рах и высоких давлениях, спектроскопию (УФ-, ИК и комбинационного рассеяния), хемилюминесцентные методы, полярографию, кинетич. методы исследования быстрых и сверхбыстрых р-ций (импульсный фотолиз, методы непрерывной и остановленной струи, температурного скачка, скачка давления и др.). Пользуясь этими методами, зная природу и строение исходных и конечных частиц, можио с определенной степенью достоверности установить структуру переходного состояния (см. Активированного комплекса теория), выяснить, как деформируется исходная молекула или как сближаются исходные частицы, если их несколько (изменение межатомных расстояний, углов между связями), как меняется поляризуемость хим. связей, образуются ли ионные, свободнорадикальные, триплетные или др. активные формы, изменяются ли в ходе р-ции электронные состояния молекул, атомов, ионов. [c.75]

Уровни тонкой структуры, связанные со спиновым моментом электрона, образуют в видимой и УФ-областях т, наз. мультиплетную структуру электройных спектров. Эти уровни обусловлены слабыми взаимодействиями магнитных и электрич. моментов ядер с электронными оболочками молекул. Их изучают методами ЯМР и ядерного квадрупольного резонанса. Расщепление уровней энергии во внешних магнитных (явление Зеемана) и электрических (явление Штарка) полях образует уровни магнитной и электрич. структуры макромолекул (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.234]

В межпакетном пространстве довольно подвижной водной фазой [5]. По мере обезвоживания интенсивность этого сигнала в спектре ЯМР 1Л быстро уменьшается с появлением боковых полос. Эти последние свидетельствуют о том, что часть обменных Ь1+-ионов теряет свою подвижность. По расщеплению боковых полос рассчитана константа квадрупольной связи (ККС) и оценен градиент электрет Кого поля в месте расположения ионов лития. Полученные результаты сопоставимы с аналогичными величинами для различных литийсодержа.щи еществ. После вакуумирования при 100°полосы исчезают, а центральный максимум становится асимметричным. Это явление связано с более сильными электрическими взаимодействиями квадруполь-ных моментов ядер с решеткой. Одним из возможных объяснений является внедрение обменных Ь1" -ионов в вакантные октаэдрические позиции структуры. Состояние воды в вёрмикулите отличается от монтмориллонита более прочной связью молекул с поверхностью. Соответственно ширина линий спектров ЯМР значительно выше, чем в монтмориллоните. В последнее время нами получены интересные данные и по ядерному магнитному резонансу в цеолитах и мономинеральных вяжущих. [c.5]

Кроме обычной ЯКР-спектроскопии существует ряд других экспериментальных методов исследования, которые позволяют получить сведения о ядерном квадрупольном взаимодействии. К их числу следует отнести ЯМР-спектроскопию, которая дает возможность измерять константу ядерного квадрупольного взаимодействия e Qq в твердых телах (см. разд. II, Б, 2). В благоприятных случаях величину удается определить и для жидких образцов по времени ядерной магнитной релаксации [27, 28]. Гартман и Ган [29] использовали для определения величины ядер с очень низким естественным содержанием двойной ядерный резонанс при этом в исследуемом образце одновременно присутствуют ядра того же элемента с высоким естественным содержанием, от которых получают сильный сигнал (например, в случае ядер К в КСЮз). Иногда удается определить величину и даже знак e Qq по сверхтонкой структуре спектров ЭПР [30]. Метод двойного электронно-ядерного резонанса (Еп(1ог) [30] дает возможность лучше разрешить и точнее измерить сверхтонкое расщепление, а следовательно, и получить более точное значение e Qq. Для свободных молекул величину e Qq можнс определить по вращательным спектрам газообразных веществ [31]. В случае легких атомов и молекул с малым молекулярным весом для определения величины e Qq применяется метод молекулярных или атомных пучков [32]. Следует отметить, что сам эффект ядерного квадрупольного взаимодействия был открыт Шюлером и Шмидтом [33 при исследовании очень малых сдвигов в сверхтонкой структуре оптических спектров. Существует еще несколько методов экспериментального исследования ядерного квадрупольного взаимодействия, которые относятся к области ядерной физики. Широко известным примером такого рода является -(-резонансная, или мес- [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология