Магнитный момент атомных яде

Магнитный момент у атомов или молекул может быть обусловлен круговыми токами в электронной оболочке и неспаренным электронным спином. Вещества, которые обладают магнитными моментами такого рода, называются парамагнитными. В молекулах различных веществ, в том числе в большинстве полимеров, электронный парамагнитный момент скомпенсирован. Такие вещества называются диамагнитными. Однако атомные ядра, например водорода и фтора, обладают собственными магнитными моментами, связанными с их спинами. Поэтому в диамагнитных веществах поглощение энергии электромагнитного поля может осуществиться только магнитными моментами ядер. Магнитные моменты атомных электронов на три порядка больше, чем ядерные магнитные моменты, поэтому резонансные частоты при магнитном резонансе па электронах значительно выше, чем резонансные частоты на ядрах, что определяет для этих методов различие радиотехнических схем. [c.211]

Наряду с тонкой структурой в спектрах ЭПР наблюдается сверхтонкая структура (СТС). Объясняется СТС взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с магнитным моментом атомного ядра. Возникновение СТС рассмотрим на примере парамагнитного иона u +, для которого S = /2 (один неспаренный электрон )и /=3/2. В магнитном поле оба уровня с Шз= 72 расщепляются на четыре подуровня, энергия которых меняется с увеличением поля линейно (рис. 93). При фиксированной энергии СВЧ-источника переходы с Amj = Q и Ams=l будут осуществляться при четырех значениях внешнего магнитного поля, результатом чего является возникновение СТС. Все линии СТС имеют одинаковую интенсивность, а потому они легко отличаются от сигналов тонкой структуры. [c.191]

Магнитные свойства. Магнитный момент атомов Не равен магнитному моменту их атомного ядра и составляет 0,7618 1о1> — магнитный момент протона. Магнитный момент ядра Не в отличие от момента протона отрицателен. Он является наибольшим по абсолютной величине отрицательным магнитным моментом атомного ядра. Сведения о магнитных свойствах Не важны для выяснения причин аномалий, наблюдаемых при низких температурах. [c.255]

Слово электромагнитное употребляют для описания этого излучения потому, что на языке волн ему соответствуют электрические и магнитные поля, изменяющиеся с частотой излучения. Свет поглощается или рассеивается веществом либо посредством взаимодействия его электрического поля с электрическими зарядами атомных частиц, либо посредством взаимодействия его магнитного поля с магнитными моментами атомных частиц. Первое из двух названных взаимодействий намного сильнее, поэтому в данной книге при рассмотрении поглощения света веществом будем учитывать только электрическое взаимодей ствие. [c.16]

Локальное поле Н1 создается магнитными моментами атомных ядер, находящихся вблизи этого электрона, в частности К ". Для ядра У = 1 и, следовательно, проекции ядерного спина на направление поля Но отвечают значениям ш = 1, О, —1. Локальное поле, действующее на электрон, имеет три значения и пик ЭПР расщепляется в триплет. Обычно для наблюдения спектров применяется клистрон как источник микроволнового излучения (поля Яг) с частотами, близкими к 9000 При этом резонанс наблюдается в области 3200 гс. Локальные поля, вызывающие описанное сверхтонкое расщепление, равны по порядку величины десяткам гаусс. [c.342]

Чем больше величины Yj и I, тем больше магнитный момент атомного ядра, а значит, величина магнитного поля, создаваемого этим микроскопически малым магнитом. [c.14]

В случае магнитного резонанса электронного спина, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), связь спина электрона с магнитным моментом атомного ядра приводит к весьма сложному расщеплению, которое называется сверхтонкой структурой спектра ЭПР. В ЯМР соответствующее расщепление резонансных линий, как правило, не возникает, так как вследствие быстрой спин-решеточной релаксации электронных спинов скорость переходов между спиновыми состояниями, соответствующими ориентациям спина по полю и против поля (т.е. между состояниями, характеризуемыми магнитными квантовыми числами /Иi = 1/2 и -1/2), так велика, что ядерный спин "видит" некое усредненное состояние. Однако поскольку всегда несколько больше магнитных моментов электронов ориентировано по полю, чем против поля, аналогично тому, как это ранее было показано для магнитных моментов ядер/г/, то возникающий при этом результирующий электронный магнитный момент является причиной наблюдаемых парамагнитных свойств веществ, содержащих свободные радикалы и парамагнитные ионы взаимодействие ядерного спина с электронным приводит к парамагнитному сдвигу сигналов ЯМР, и, кроме того, включается дополнительный механизм релаксации, к рассмотрению которого вернемся в разделе 1.3.7. [c.33]

Магнитные материалы среди соединений висмута также достаточно широко представлены. Магнитоупорядоченное состояние вещества — ферримагнетизм, — в котором магнитные моменты атомных носителей магнетизма образуют несколько магнитных подрешеток с магнитными моментами, направленными навстречу друг [c.250]

Метод ЯМР основан на взаимодействии магнитной компоненты электромагнитного поля с магнитными моментами атомных ядер. Установлено, что некоторые (но не все ) атомные ядра обладают собственным моментом количества движения (спином). В макромире механической моделью ядра можно считать вращающийся шарик, который имеет положительный заряд, распределенный по объему или по поверхности. Его вращение вызовет круговой электрический ток, и, как следствие,-магнитное поле, направленное вдоль оси вращения. Эта простейшая механическая модель позволяет понять, почему все ядра, имеющие спин, обладают магнитными свойствами, которые количественно характеризуются м нитным моментом ядра. Магнитный момент ядра ц и его спин являются коллинеарными векторами в пространстве длины двух векторов связаны соотношением [c.277]

НАМАГНИЧЕННОСТЬ — основная характеристика магнитного состояния материала, определяемая результирующим магнитным моментом (т. е. векторной суммой всех магнитных моментов атомных носителей магнетизма в материале), отнесенным к единице объема, или единице массы (удельная намагниченность) или грамм-атому (атомная намагниченность). Если тело намагничено [c.30]

Помимо магнитного момента атомные ядра обладают ещё и заметными электрическими моментами, зависящими от распределения заряда в ядре. Дипольные электрические моменты у ядер отсутствуют, однако из-за нарушения сферической симметрии распределения зарядов у многих ядер возникает квадрупольный момент Q. Особенно он велик у тяжёлых ядер, имеющих сильно вытянутую форму. Вместе с тем ядра с Z = N = А/2 (стабильные [c.23]

Статическое магнитное поле может быть не только внешним, но и обусловленным, например, собственными магнитными моментами атомных ядер в молекуле. [c.10]

Ядерный магнитный резонанс. ЯМР представляет собой избирательное взаимодействие магнитной составляющей радиочастотного поля с магнитными моментами атомных ядер, в результате чего наблюдается резонансное поглощение энергии поля. В многоатомных молекулах ядра одинаковых атомов, расположенных химически неэквивалентно, отличаются по частотам ЯМР. Это различие называется химическим сдвигом, который неодинаков для тяжелых ядер и для легких (например, протонов). Если наблюдается химический сдвиг по Н, то явление называют протонным магнитным резонансом (ПМР). [c.128]

Еще более интересные свойства ядерных моментов были обнаружены при изучении поведения атомных ядер в сильных постоянных магнитных полях. Еще в историческом опыте Штерна и Герлаха (1924 г.) было установлено, что проекции магнитных моментов атомов на направление внешнего магнитного поля не образуют непрерывного множества. Несколько позже (Фриш, Штерн, 1933 г.) аналогичные свойства были найдены и у магнитных моментов атомных ядер. Оказалось, что [c.10]

Однако при более точном рассмотрении взаимодействия между магнитными моментами атомных ядер следует учесть еще два обстоятельства. Дело в том, что, совершая переход с верхнего уровня на нижний и испуская квант энергии, атомное ядро может вызвать энергетический переход соседнего однотипного ядра. Это означает, что пары однотипных ядер могут вести себя как связанные системы, изменение энергетического состояния которых может потребовать иных резонансных частот, чем резонансная частота одного ядра. Кроме того, испускаемое ядрами электромагнитное излучение, взаимодействуя с внутренними переменными полями, может образовывать комбинационные частоты, совпадающие с резонансной частотой исследуемых ядер. Таким образом, кроме составляющих энергетического спектра в области резонансной частоты эффективными могут оказаться и некоторые другие его частоты. Это относится и к взаимодействию разнотипных ядер. [c.59]

Химический сдвиг и косвенное спин-спиновое взаимодействие. Особенности спектров ЯМР жидкостей связаны с большой свободой и интенсивностью движения молекул, вследствие чего внутренние постоянные поля, обусловленные непосредственным взаимодействием магнитных моментов атомных ядер (так называемое прямое спин-спиновое взаимодействие), усредняются практически до нуля и резонансные линии становятся очень узкими. Благодаря этому удается обнаружить небольшую разницу в резонансных частотах атомных ядер одного и того же типа, находяш,ихся в разных частях молекулы или в разных молекулах. [c.73]

Величина 2 = р,и=9.2731 10 эрг/Гс представляет собой атомную единицу магнитного момента, называемую магнетоном Бора. [c.60]

Когда наблюдаются переходы между энергетическими уровнями, связанными с наличием магнитного момента у атомных ядер, резонансное поглощение называется ядерным магнитным резонансом (ЯМР, ММР). Если поглощение индуцирует переходы между уровнями, обусловленными различной пространственной ориентацией магнитного момента электрона, говорят об электронном парамагнитном резонансе (ЭПР, Е8Н). Электронный парамагнитный резонанс был открыт в СССР К- Завойским в 1944 г. [c.224]

Наряду с методами оптической спектроскопии для исследования органических соединений широко используется метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерный магнитный резонанс — избирательное взаимодействие магнитной компоненты радиочастотного электромагнитного поля с системой ядерных магнитных моментов вещества. Это явление наблюдается в постоянном магнитном поле напряженностью Но, на которое накладывается радиочастотное поле напряженностью Я , перпендикулярное Но- Для диамагнитных веществ, у которых спин атомных ядер равен 1/2 ( И, С, Р и др.), в постоянном [c.283]

Строение и свойства полимеров в последние годы начали исследовать методами радиоспектроскопии. Наиболее важен раздел радиоспектроскопии, связанный с магнитными свойствами электронных оболочек молекул и атомных ядер, поэтому его называют спектроскопией магнитного резонанса или просто магнитным резонансом, обусловленным поглощением энергии переменного магнитного поля имеющимися в веществе магнитными моментами, которое происходит на резонансной частоте. [c.267]

Магнитный момент у атомов или молекул может быть результатом возникновения круговых токов в электронной оболочке или наличием неспаренных электронных спинов. Как известно, вещества, обладающие магнитными моментами такого рода, называют парамагнитными. В молекулах многих веществ, в том числе и большинства полимеров, электронный магнитный момент скомпенсирован. Подобные вещества относят к категории диамагнитных. Однако некоторые атомные ядра, например водорода и фтора, обладают собственными магнитными моментами, обусловленными их спинами. Поэтому в диамагнитных веществах энергия электромагнитного поля может поглощаться только ядерными магнитными моментами. Последние на три порядка меньще магнитных моментов электронов, поэтому резонансные частоты при магнитном резонансе на электронах значительно выше, чем резонансные частоты на ядрах, что определяет различие радиотехнических схем регистрации в обоих методах. [c.267]

Физика и механика полимеров широко использует идеи и методы физики твердого тела, физики жидкого состояния, термодинамики и статистической физики. Так, например, и физику твердого тела, и физику полимеров интересует связь между физическими свойствами и строением веществ. Любые твердые тела, в том числе и полимеры, представляют собой сложные системы, из которых можно выделить ряд важнейших подсистем (решетка, атомы с соответствующими электрическими квадрупольными и магнитными моментами ядер, электроны и ядра с соответствующими спинами, фононы, атомные группы, сегменты, макромолекулы и др.). Хотя указанные подсистемы связаны между собой, различные силовые поля (механические, электрические и магнитные) воздействуют на них не одинаково. Этим определяется эффективность изучения взаимосвязи строения и физических свойств различных твердых тел методами электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов (ЭПР и ЯМР), диэлектрическими и ультразвуковыми методами. [c.9]

Ядерный магнитный резонанс представляет собой явление поглощения энергии, сопровождаемое изменением спинового состояния атомного ядра, которое так же, как и электрон, имеет магнитный момент. Магнитный дипольный момент — векторная величина и измеряется в ядерных магнетонах lя. Аналогично магнетону Бора (разд. 6.5.3) ядерный магнетон определяется с помощью следующего выражения [c.69]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Согласно законам классической электродинамики вращение электрически заряженной частицы вокруг некоторой оси дает магнитное поле, совпадающее по направлению с осью вращения. Такая система характеризуется магнитным моментом, пропорциональным угловому моменту количества движения, и эту модель можно использовать для положительно заряженного атомного ядра. [c.8]

Время спин-решеточной релаксации зависит от многих факторов температуры, вязкости среды и др. Время тем короче, чем выше концентрация магнитных ядер в образце. Присутствие парамагнитных ионов и свободных радикалов сильно сокращает величину Т , поскольку неспаренные электроны отличаются большим магнитным моментом, в сотни раз превосходящим магнитные моменты атомных ядер. Большинство твердых тел и вязких жидкостей имеет большое время спин-решеточной релаксации, порядка нескольких часов. У жидкостей и газов значение гораздо меньше — всего несколько секунд. Время спин-решеточной релаксации определяет ширину линий в спектрах ЯМР (она обратнопропорциональна Г ), а также то, насколько далека система ядерных спинов от состояния насыщения, т. е. максимально допустимую амплитуду вращающегося магнитного поля (мощность радиочастотного генератора ЯМР-спектрометра). [c.24]

Поскольку ядерный магнитный момент примерно в 10 раз меньше орбитального магнитного момента электрона, то расщепление уровней, обусловленное магнитным моментом ядра, будет примерно в 10 раз меньше расщепления, вызываемого спин-орбитальным взаимодействием (тонкая структура). В связи с этим расщепление уровней энергии, обусловленное магнитным моментом ядра, называют сверхтонким расщеплением. Измерение сверхтонкого расщепления энергетичес1 их уровней атома является одним из методов измерения спинов и магнитных моментов атомных ядер. [c.314]

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]

Гиромагнитное отношение у положительно, если х параллелен Р, и отрицательно при аитинараллельиых х и Р. Магнитные моменты атомных ядер выражаются в единицах ядерного магнетона [c.544]

Ес1ш время парамагнитной спиновой релаксации больше обратной частоты ларморовской прецессии магнитного момента атомного ядра, а также больше среднего времени жизни возбужденного состояния мессбауэровского ядра, то в мессбауэровском спектре должно появиться магнитное сверхтонкое расшепление. Однако при измерениях [c.150]

В квантовом случае уже выделение в качестве независимых физических величин магнитного момента М и плотности тока / имеет смысл, строго говоря, только в статическом случае, когда разделяются магнитостатика и в ней термодинамическая величина М — и электростатика — и в ней кинетическая величина j В общем же случае речь идет о типичной задаче теории поля — о системе свободных зарядов во внешних полях Е и Н (магнитный момент атомных, локализованных электронов не дает интересующих нас осцилляций, а поскольку он мал, им можно пренебречь). В этом случае следует определять плотность тока /, которая, вообт,е говоря, не разбивается однозначно на ток проводимости и rot Л1 (Это не приводит к недоразумениям в уравнениях Максвелла, поскольку они записываются так же, как для системы зарядов в вакууме, с граничными условиями для Е и В.) [c.334]

Однако чего-либо принципиально нового указанные опыты с атомными пучками не дают магнитный момент атомных ядер [а, снова может быть рассчитан лишь по расщеплению термов. Поэтому особый интерес представляет то дальнейшее развитие метода атомных и молекулярных пучков, которое позволило измерить величину [c.567]

Наиболее подходящей для сравнения со многими реальными ферромагнетиками яв.пяется модель Гейзинберга. В этой модели частицы в узлах решетки, например, вектор атомного магнитного момента, может принимать любую ориентацию. В трехмерной модели Гейзинберга для ферромагнетика вектор намагниченности характеризуется тремя независимыми компонентами, п=3. Теоретически параметр порядка может иметь бесконечно большое число компонент. Практически, анализ магнитной структуры антиферромагнетика МпО пока ы-вает, что параметр порядка имеет 8 компонент. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология