Cтраница 3
Наличие сигнала электронного резонанса в исследуемом веществе указывает на присутствие в нем парамагнитных частиц. Исследование формы и структуры резонансной линии ( особенно сверхтонкой структуры, вызванной взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с магнитными моментами ядер), а также измерение - фактора позволяют детально изучать свойства и строение самих парамагнитных частиц. [31]
Метод ЭПР основан на эффекте Зеемана, заключающемся в том, что при введении парамагнитной частицы с квантовым числом s в постоянное магнитное поле ее основной энергетический уровень расщепляется на 2s - 1 подуровней. В простейшем случае, когда в свободном радикале неспаренный электрон не взаимодействует с ядерными магнитными моментами, все спины и магнитные моменты неспаренных электронов имеют хаотическую ориентацию и одинаковую энергию. Если образец такого вещества поместить в постоянное магнитное поле, то произойдет ориентация спинов и магнитных моментов электронов параллельно и антипараллельно направлению силовых линий приложенного поля. Все промежуточные ориентации запрещены условиями квантования, поскольку спин электрона s может принимать лишь два значения. [32]
![]() |
Чашечка и рамка микровесов. [33] |
Еще более прецизионные весы были сделаны для измерения парамагнитной восприимчивости образцов за-урановых элементов весом в несколько мпкрограмм. В данном случае речь идет об измерениях уже не силы тяжести, а силы, с которой внешнее магнитное поле воздействует на магнитные моменты неспаренных электронов атомов заурановых элементов. [34]
В состав радикала часто входят атомы, обладающие ядерным магнитным моментом, например атомы водорода. Магнитный момент неспаренного электрона взаимодействует с магнитными моментами ядер. Это позволяет по спектру ЭПР идентифицировать структуру свободного радикала. [35]
Магнитные материалы в зависимости от их свойств и областей применения можно условно разделить на магнитомягкие и магни-тотвердые, материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, маг-нитострикционные и материалы для магнитной записи. По природе магнетизма их относят к одной из двух групп - ферромагнетики или антиферромагнетпки. Первые характеризуются однонаправленным упорядоченным расположением магнитных моментов неспаренных электронов, принадлежащих взаимодействующим атомам. Вторые имеют две или более магнитные подрешетки, каждая из которых образована ионами, занимающими одни и те же кристаллографические позиции. [36]
Имеются еще другие релаксационные механизмы, понижающие TI и приводящие к уширению линий. Один из наиболее эффективных механизмов связан с присутствием парамагнитных веществ. Этот механизм сходен с описанным выше, за исключением того, что поскольку магнитный момент неспаренного электрона в 103 раз больше, чем момент ядра, то при наличии парамагнитных веществ должны наблюдаться очень низкие значения TI и, следовательно, очень широкие линии. [37]
![]() |
Кривая затухания триплет-ного поглощения рибофлавина. [38] |
Собственное вращение электронов ( спин электрона) обусловливает наличие у них магнитного момента. Поэтому соединения с неспаренными электронами обладают результирующим спиновым моментом. Но если радикал поместить во внешнее магнитное поле Но, например между полюсами электромагнита, то магнитный момент неспаренного электрона ориентируется параллельно или антипараллельно направлению этого поля. [39]
Вследствие спин-орбитального взаимодействия магнитные моменты этих электронов подвергаются воздействию электрических полей их диамагнитного окружения. Эти поля принято называть кристаллическими полями. В g - факторе находит свое отражение не только сила, но также и симметрия кристаллического поля. Спин-орбитальное взаимодействие определяет взаимодействие электрических кристаллических полей с магнитными моментами неспаренных электронов. В кристаллах некубической симметрии это взаимодействие анизотропно. Для такого кристалла g - факторы в различных направлениях gt и g являются характеристическими. Резонансное поглощение происходит по gu, когда ось наивысшего порядка совпадает с направлением Вг. Оно происходит и по g, когда ось кристалла перпендикулярна направлению Вг. В поликристаллических пробах кристаллы по отношению к Вг ориентированы беспорядочно. [40]
Вследствие спин-орбитального взаимодействия магнитные моменты этих электронов подвергаются воздействию электрических полей их диамагнитного окружения. Эти поля принято называть кристаллическими полями. В g - факторе находит свое отражение не только сила, но также и симметрия кристаллического поля. Спин-орбитальное взаимодействие определяет взаимодействие электрических кристаллических полей с магнитными моментами неспаренных электронов. В кристаллах некубической симметрии это взаимодействие анизотропно. Для такого кристалла g - факторы в различных направлениях g ( и gj являются характеристическими. Резонансное поглощение происходит по g - ц, когда ось наивысшего порядка совпадает с направлением Вг. Оно происходит и по g L, когда ось кристалла перпендикулярна направлению Bz. В поликристаллических пробах кристаллы по отношению к Вг ориентированы беспорядочно. [41]
Вследствие спин-орбитального взаимодействия магнитные моменты этих электронов подвергаются воздействию электрических полей их диамагнитного окружения. Эти поля принято называть кристаллическими полями. В g - факторе находит свое отражение не только сила, но также и симметрия кристаллического поля. Спин-орбитальное взаимодействие определяет взаимодействие электрических кристаллических полей с магнитными моментами неспаренных электронов. В кристаллах некубической симметрии это взаимодействие анизотропно. Для такого кристалла g - факторы в различных направлениях g и gj являются характеристическими. Резонансное поглощение происходит по g, когда ось наивысшего порядка совпадает с направлением Вг. Оно происходит и по gj, когда ось кристалла перпендикулярна направлению Вг. В поликристаллических пробах кристаллы по отношению к Вг ориентированы беспорядочно. В этом случае наблюдают асимметрический спектр, так как спектры всех кристаллов накладываются один на другой. В растворах эффекты анизотропии выравниваются за счет броуновского движения, вследствие чего их спектры становятся симметричными, а g - фак-торы изотропными. [42]
![]() |
Зависимость / Сэфф от концентрации нитробензола для реакции 4-фенил - 2 6-ди-грег - бутилфеноксила с ди-грег-бутилперекисыо ( 55 С. [43] |
Делокализация вспаренного электрона в фенок-сильных радикалах имеет немаловажное значение как фактор стабильности, а следовательно, и реакционной способности подобных радикалов. Количественно оценить вероятность локализации неспаренного электрона в том или другом месте феноксильного радикала ( спиновую плотность) позволяет метод ЭПР-спектроскопии. Спектр ЭПР феноксильных радикалов в отличие от спектра свободного электрона, состоящего из одной резонансной линии, обладает сверхтонкой структурой ( СТС), что обусловлено взаимодействием магнитного момента неспаренного электрона с ядерными моментами различных атомов радикала. [44]
![]() |
Времена продольной релаксации TI для бензола ( с. [45] |