Спектроскопия ядерного гамма-резонанса

Настоящая статья посвящена исследованию некоторых ионообменных сорбентов методом спектроскопии ядерного гамма-резонанса (ЯГР) на ядрах Ре . [c.85]

Особенно полезны те методы обнаружения присутствия много-ядерных комплексов Fe(III), которые чувствительны к характерной особенности кластерных структур — взаимодействию между различными системами Зё-электронов. Особенно подходят для этой цели измерения магнитного момента, его температурной зависимости, а также спектроскопия ЭПР. Для установления геометрических деталей структуры координационных сфер, характера связи между атомами железа, а также между железом и белком использовались и некоторые другие методы. К ним относятся УФ-спектроскопия (переходы d -электронов), спектроскопия ядерного гамма-резонанса (мессбауэровская спектроскопия), колебательные спектры и дифракция рентгеновских лучей. [c.335]

СПЕКТРОСКОПИЯ ЯДЕРНОГО ГАММА-РЕЗОНАНСА [c.347]

Спектроскопия ядерного гамма-резонанса (мессбауэровская спектроскопия) позволяет обнаружить слабые возмущения энергетических уровней ядер железа окружающими электронами. Этот эффект представляет собой явление испускания или поглощения мягкого у-излучения без отдачи ядер. Интересующий нас ядерный переход с энергией 14,36 кэВ -происходит между состояниями / = % и / = 1/2 мессбауэровского изотопа Те, где I — ядер-ное спиновое квантовое число. Для регистрации спектров Месс-бауэра обычно требуется 1—2 мкмоля Те, содержание которого в природном железе составляет 2,19%. Для белка с молекулярным весом 50 ООО, который связывает 1 атом железа на молекулу, и в отсутствие изотопного обогащения это соответствует весу образца 2,5 г. Рассматриваемые здесь многоядерные белки содержат гораздо больше железа и вполне подходят для исследования методом ядерной гамма-резонансной спектроскопии. Широко исследуются четыре возможных типа взаимодействия между ядром Те и его электронным окружением изомерный сдвиг, квадрупольное расщепление, ядерные магнитные сверхтонкие взаимодействия, ядерные зеемановские взаимодействия. Применение мессбауэровской спектроскопии для изучения железосодержащих белков, относящихся к гемовым и железосерным, обсуждается в опубликованном недавно обзоре [78]. [c.347]

Полезную информацию о характере разупорядочения в несте-хиометрических соединениях можно получить из измерений электропроводности, эффекта Холла, спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и спектроскопии ядерного гамма-резонанса (см. подразд. 7.4), но, к сожалению, во многих случаях эти методы не дают однозначного ответа из-за отсутствия надежно установленной корреляции между указанными физическими параметрами и видом дефектов. Более информативен метод, основанный на одновременном измерении ионной проводимости, линейного размера и коэффициента термического расширения монокристаллов в зависимости от степени нестехиометрии, создаваемой в условиях опыта кулонометрическим титрованием (см. подразд. 7.7), и температуры. [c.135]

Так, в случае спектроскопии ЯМР и ЭПР уровни энергии, между которыми происходят переходы, появляются у системы только во внешнем магнитном поле (зеемановские уровни), т. е. не являются ее собственными. В то же время в спектроскопии ЯКР и ядерного гамма-резонанса (ЯГР или мессбауэровской спектроскопии) так же, как во всех методах оптической спектроскопии, соответствующие энергетические состояния ядер или вообще систем являются их собственными, т. е. существуют как свойство системы без наложения внешних полей. [c.3]

Спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), относящаяся к радиоспектроскопическим методам, и метод мессбауэровской спектроскопии, называемый также методом ядерного гамма-резонанса (ЯГР), используются в структурных исследованиях и позволяют получать уникальную информацию о распределении электронной плотности и характере химических связей по сдвигам резонансных сигналов ядер и параметров градиента неоднородного электрического поля на ядрах, создаваемого электронным окружением. Эти данные важны как опорные для теоретической и квантовой химии. Оба метода применимы для исследования только твердых образцов. Исключительно высокая чувствительность обоих методов к малейшим изменениям электрических полей открывает возможность исследования широкого круга проблем, связанных с внутри- и межмолекулярными взаимодействиями. [c.87]

Исследование подвижности адсорбированных молекул целесообразно проводить путем совместного использования инфракрасной спектроскопии, ЯМР и, в благоприятных случаях, ядерного гамма-резонанса. В решении же вопросов структурного анализа поверхностных химических соединений и исследования многих случаев молекулярных и химических взаимодействий с поверхностью несомненно преимущество инфракрасной спектроскопии. [c.19]

Совершенно очевидно также, что полнота и ценность информации, получаемой отдельными спектральными методами, будут существенно возрастать при комплексном использовании инфракрасной, ультрафиолетовой и люминесцентной спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного и квадрупольного резонанса и ядерного гамма-резонанса. При этом для целей исследования механизма взаимодействия и подвижности адсорбированных молекул наиболее благоприятно сочетание методов инфракрасной спектроскопии и метода ядерного магнитного резонанса. Для исследования центров адсорбции кислотной, природы важно сочетание инфракрасной спектроскопии е исследованием ультрафиолетовых спектров, спектров люминесценции и спектров ЭПР адсорбированных молекул. Все эти спектральные исследования, как и отмеченные выше исследования инфракрасных спектров, должны проводиться комплексно с рентгеноструктурными исследованиями, исследованиями поверхностных слоев методом дифракции медленных электронов, электронномикроскопическими, химическими и термодинамическими исследованиями. [c.438]

Ясно, что привлечение любого экспериментального метода, не требующего перевода образца в раствор и дающего сведения о состоянии атомов отдачи непосредственно в твердой фазе, чрезвычайно желательно. Такая возможность появилась для радиохимии с открытием Р. Мессбауэром явления ядерного гамма-резонанса. Поскольку возникновение мессбауэровского уровня всегда бывает следствием какого-либо предшествующего радиоактивного распада (а-распада, -распада, /С-захвата, изомерного перехода) или протекшей на ядре реакции [(п, ), (d, р) и т. п.], то можно заключить, что эмиссионная мессбауэровская спектроскопия с успехом может быть применена для исследования последствий ядерных превращений в твердых телах (эмиссионной мессбауэровской спектроскопией называется, вариант метода ЯГР, когда исследуемый образец служит источником резонансных Y-квантов). [c.258]

Это подлинная энциклопедия химической мессбауэровской спектроскопии — нового и перспективного метода исследования. В ней рассмотрены теоретические и экспериментальные основы метода ядерного гамма-резонанса (ЯГР-спектроскопии) и применение этого метода в различных областях современной химии для изучения строения и структуры сплавов, неорганических и органических соединений олова и железа, для изучения биологических объектов, соединений иода, ксенона, редких и тяжелых элементов. Включены также данные по применению эффекта Мессбауэра для изучения релаксационных эффектов и реакций горячих атомов в твердых телах. [c.279]

В последние годы ситуация в экспериментальной кинетике стала меняться особенно быстро. Разнообразные модификации методов электронного парамагнитного (ЭПР) и ядерного магнитного резонансов (ЯМР), ядерной гамма-спектроскопии, хемилюминесцентные, электрохимические, ультразвуковые методы, применение сверхтонкого ультрафиолетового луча и лазерного излучения и т. п. позволили в полной мере взглянуть внутрь процесса химического превращения. [c.6]

Постановка задачи. Проблема увеличения удельной активности препарата возникла в связи с расширением прикладного применения ядерной гамма-резонансной спектроскопии (ЯГР), в частности, при использовании гамма-резонанса на ядре Радионуклид получают путём облучения мишеней из олова в реакторе по реакции радиационного захвата тепловых нейтронов (п, 7) Первоначально получали [c.540]

Быстрое развитие физических методов исследования позволило пролить дополнительный свет на строение и некоторые свойства комплексных соединений. В частности, это относится к исследованиям ферроцианидов методами гамма-резонансной спектроскопии и ядерного магнитного резонанса. [c.158]

Немаловажную роль в распространении спектральных методов играет сложность и малая доступность спектральной аппаратуры. Все эти обстоятельства привели к тому, что в настоящее время для исследования адсорбции гамма-резонансная спектроскопия применяется для ограниченного числа систем [81]. Все большее распространение, особенно в последнее время, получают методы ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса. Самое же широкое распространение получили методы оптической спектроскопии. [c.22]

При изучении структуры полимерных материалов также эффективны методы электронного и парамагнитного резонанса, ядерной и гамма-резонансной спектроскопии, рентгеноспектрального анализа. Описания этих методов [c.36]

Метод мессбауэровской спектроскопии, называемой иногда спектроскопией ядерного гамма-резонанса (ЯГР), основан на изучении поглощения -у-излучения какого-то ядра-источника ядром того же изотопа, находящимся в исследуемом образце. Возможность такого поглощения, т. е. у-резонанса, зависит не только от разности энергий возбужденного и основного состояний ядер. Условия резонанса соблюдаются только тогда, когда устранен также эффект отдачи ядер при испускании и поглощении уквантов, а также скомпенсирован каким-то образом эффект Допплера. Метод получил свое развитие именно с того момента, когда это было понято, а еще раньше экспериментально был найден простой и едва ли не единственно возможный путь ликвидации потерь на отдачу. [c.112]

Исследования механизма сорбции ионов металлов из растворов ставят задачи, связанные с определением числа активных центров сорбции, их химической дрироды, а также с выяснением влияния природы ионогенных групп и полимерных матриц сорбентов. Решение этих задач становится возможным с привлечением таких современных методов, как локальный ренггеноспектральный анализ, спектроскопия ядерного гамма-резонанса и др. [c.85]

У ядер с отличным от нуля электрич. квадрупольным моментом в неоднородном электрич. поле, создаваемом их окружением в молекуле, возможны различающиеся уровни энергии квадрупольного взаимод. при отсутствии виеш. постоянного поля. Переходы между этими уровнями дают спектры ЯКР (см. Ядерный квадрупольный резонанс). Спектры ядерного гамма-резонанса связаны с переходами ядер нек-рых изотопов между их основным и возбужденными состояниями, а параметры этих спектров также зависят от окружения ядер в молекуле (см. Мёссбауэровская спектроскопия). [c.119]

Ф. X. последних десятилетий характеризуется след, чертами. В результате развития квантовой химии мн. проблемы хим. строения в-в и механизма р-ций решаются на основании теор. расчетов. Наряду с этим широко используются физ. методы исследования — рентгеноструктурный авализ, дифракция электронов, спектроскопия в видимой, УФ и ИК областях, ЯМР, ЭПР, ядерный гамма-резонанс (эффект Мессбауэра), методы, основанные на примен. стабильных и радиоа . изотопов, и др. Приложение Ф. х. к исследованию превращений орг. в-в привело к выделению новой отрасли знания — физической орг. химии, центральной задачей к-рой является выяснение связи между строением в-в и их реакц. способностью. Ф. х. получает все возрастающее значение для биологии и медицины, она является теор. основой хим. технологии. [c.621]

Ядерный гамма-резонанс. Эффект ядерного гамма-резонанса (эффект Мёсс-бауэра) заключается в резонансном испускании и поглощении фотонов (у-квантов) ядрами атомов в твердых телах [75—78]. Частота у-излучения будет определяться разностью энергий атомных ядер в двух состояниях — до и после испускания (или поглощения). Фотон, испускаемый одним атомом, по-1 лощается соседним, который затем испускает вторичный фотон, и т. д. Поскольку уизлучение приходится на высокоэнергетическую область спектра, большая часть переносимой фотоном энергии тратится на отскок (ь остатка энергии будет недостаточно для возбуждения соседнего атома), если атомы жестко не закреплены. Поэтому в мёссбауэровской спектроскопии применяются твердые образцы и обычно при низких температурах, так как при этих условиях атомы прочно удерживаются на своих местах. Имеется два способа наблюдения эффекта Мёссбауэра — либо измерение резонансной частоты при поглощении у-излучения, либо измерение интенсивности испускаемого излучения. [c.127]

Ядерные энергетические уровни, ответственные за уизлучение, всегда в некоторой степени возмущены и немного уширены из-за присутствия в атомах электронов. Поэтому мёссбауэровская спектроскопия позволяет получить информацию об электронной плотности. Если два соседних атома имеют одинаковое окружение, то происходит поглощение и последующее испускание у-квантов при различном окружении ядерный гамма-резонанс не возникает. [c.127]

Многообразие химических применений гамма-резонансной спектроскопии таково, что в будущем вряд ли будет иметь смысл производить разбиение подобных этой книг на главы по элементам, тем более что все более актуальной и важной задачей является сочетание эффекта Мессбауэра с другими современ-ными методами исследований (особенно с радиоспектроскопией), а также изучение гамма-резонанса сразу для нескольких разных атомов, входящих в состав тех или иных молекул и кристаллов. Поэтому было бы, по-видимому, целесообразно подготовить через несколько лет книгу, каждая глава которой будет посвящена применениям эффекта Мессбауэра в той или иной области химии и смежных с ней наук. Однако это дело будущего. Между тем уже сейчас химикам, применяющим в своей работе физические методы исследования, совершенно необходимо знать, что такое ядерный гамма-резонанс без отдачи, каковы возможности его использования и что сделано в этом направлении. Можно выразить надежду, что эта книга будет полезным ориентиром во всех этих вопросах. [c.7]

Мессбауэровская спектроскопия. Одним из высокоинформативных неразрушающих методов исследования стрзтстуры твердого вещества является метод мессбауэровской спектроскопии, он же — метод ядерного гамма-резонанса (ЯГР). Метод позволяет получить, например, данные о жесткости закрепления, динамике диффузии, доле тг- и сг-связывания, степени ионности окружения сигнального атома. Применимость этого метода для изучения динамики атомов олова на поверхности кремнезема была показана еще около 40 лет назад [50]. Однако с тех пор метод мало применялся для исследования привитого слоя химически модифицированных [c.295]

Оптические методы анализа основаны на измерении характе]5истик оптических свойств вещества (испускание, поглощение, рассеивание, отражение, преломление, дифракция, интерференция, поляризация света), проявляющихся при его взаимодействии с элекгромагнитшш излучением. По характеру взаимодействия электромагнитного излуч(шия с веществом оптические методы анализа обычно подразделяют на эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, молекулярный абсорбционный спектральный (спектрофотометрия, фотоэлектроколориметрия), люминесцентный, нефелометрический, турбодиметрический, рефрактометрический, интерферометрическиг поляриметрический анализ, а также спектральный анализ на основе спектров комбинационного рассеяния (раман-эффект) и некоторые другие методы, также использующие взаимодействие электромагнитного поля с веществом — ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерная гамма-резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра) и т. д. [c.516]

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]

См. также Ионизирующие излучения, Радиоактивность Гамма-кислота 1/255, 257. Гамма-лазеры 2/1119 Гамма-резонанс ядерный 3/64-68,229. См. также Мёссбауэровская спектроскопия [c.575]

Ч)коэпергетическая область спектра начинается у-лучами с 10 эв и более и длиной волны порядка 10 см. Это излу-ч< нт тлзывает изменение в энергетическом состоянии ядер, и изу-чсч1пс сто дает возможность получить сведения о ядерных силах и взаимодействиях (область спектроскопии гамма-резонанса). [c.7]

Ядерная гамма-резонансная (ЯГР) или мессбауэ-ровская спектроскопия. Основана на наблюдениях т. н. Мессбауэра эффекта, позволяющего выделять и регистрировать резонансное поглощение или рассеяние атомными ядрами гамма-квантов, не осложненное ни отдачей, ни тепловым движением ядер-излучателей и поглотителей (явлениями, приводящими в отсутствие эффекта Мессбауэра к смещению и уширению резонансной области энергий). Чрезвычайная острота такого неискаженного гамма-резонанса, его высочайшая избирательность позволяют не только заметить ничтожные (до 10 "-10 %) изменения энергии излучаемых и поглощаемых (или рассеиваемых) квантов, но и количественно их охарактеризовать, компенсируя эти изменения эквивалентным допплеровским сдвигом частоты квантов при движении источника или поглотителя (рассеивателя) со скоростью порядка нодчас всего несколько микрон/сек. Столь высокая чувствительность обеспечивает возможность наблюдения и количественного описания взаимодействий между электронными оболочками и электрич. зарядом, квадрунольным и магнитным моментами атомного ядра. По виду ЯГР-снектров удается раздельно охарактеризовать общее число -электронов и плотность их облака в районе расположения атомного ядра, участив в валентных связях -, р- и -электронов, взаимодейст- [c.535]

В данной главе мы ставили целью показать прежде всего специфику определения параметров комплексов в условиях их диссоциации на компоненты, т. е. в растворах и газовой фазе. Мы рассмотрели эти вопросы на примере тех методов, которые дают наиболее ценную информацию о природе донорно-акцепторного взаимодействия. Методы, связанные с проведением эксперимента в твердой фазе, не рассматривались, так как исследование выделенных в твердом состоянии комплексов в принципе ничем не отличается от исследования других индивидуальных соединений. К таким методам, в частности, относятся метод ядерного квадрупольного резонанса [286— 296], гамма-резонансная спектроскопия (эффект Мёссбауэра )[297— 307], рентгеноструктурный анализ (см. гл. III.3). Важные сведения [c.86]

Этот новый метод исследования поля лигандов основан на следующем явлении атомные ядра могут поглощать или излучать у-кванты. Важнейшим отличием от спектроскопии электронных оболочек здесь является чрезвычайная острота резонанса излучательного перехода. Уже относительного изменения энергии на 10" у-кванта достаточно, чтобы нарушить резонанс. Но это означает, например, что даже энергия отдачи при поглощении 7-кванта нарушает условие резонанса. В 1958 г. Мес-сбауэр открыл ядерный гам.ма-резонанс на ядрах находящихся в кристаллической решетке, которая препятствует отдаче . В условиях опытов Мессбауэра благодаря прочному связыванию атомов в кристалле энергия отдачи каждого из них была достаточно мала, чтобы гамма-поглощение было возможным. Тем самым был открыт путь развития гамма-спектроскопии чрезвычайно высокой чувствительности. Действительно, уже эффекта Допплера, который появляется при движении источника [c.157]