Сверхтонкое магнитное взаимодействие
Cтраница 1
Сверхтонкие магнитные взаимодействия были обнаружены в очень многих соединениях. Результаты исследования внутренних полей и времен спиновой релаксации в этих молекулах, содержащих па рамагнитные ионы, были интерпретированы с помощью данных, полученных методом электронного парамагнитного резонанса. Этот пример показывает, насколько широки и разнообразны возможности применения эффекта Мессбауэра как важного метода изучения электронного строения молекул. [1]
 |
Принципиальная схема эксперимента по исследованию мессбау-чровского спектра поглощения. [2] |
В - резонансном спектре проявляются следующие основные типы взаимодействий: изомерный сдвиг, ядерное квадрупольное взаимодействие и сверхтонкое магнитное взаимодействие. [3]
Для химических целей представляют интерес следующие месс-бауэровские параметры: ширина линии, величина резонансного эффекта, изомерный сдвиг, квадрупольное расщепление, сверхтонкое магнитное взаимодействие, асимметрия линий, а также температурная зависимость всех этих параметров. [4]
Если ядро обладает магнитным полем, наблюдается полное снятие спинового вырождения всех энергетических уровней ядра. Для железа это сверхтонкое магнитное взаимодействие приводит к расщеплению состояний с /, равным 3 / 2 и 1 / 2, соответственно на 4 и 2 подсостояния. При выполнении соответствующих правил отбора разрешены все 6 переходов, т ак что спектр должен состоять из 6 линий. Магнитное поле может быть внутренним, как в случае ферромагнитных или антиферромагнитных веществ, или внешним. Наличие внутреннего магнитного поля предполагает магнитное упорядочение, зависящее от температуры и размера частиц. Например, антиферромагнитное упорядочение ос - Рб2Оз, проявляющееся в сверхтонком магнитном расщеплении мессбауэровского спектра, происходит, только если диаметр частиц превышает 26 нм. [5]
Первые два члена описывают взаимодействие орбитального магнитного момента и спинового магнитного момента электрона с внешним магнитным полем Н0, причем через 10 обозначен магнетон Бора, а через gi и gs - значения множителя Ланде g, соответствующие орбитальному и спиновому моментам. Третий член описывает сверхтонкое магнитное взаимодействие магнитного момента электрона с магнитным моментом ядра ( / - ядерный спин), а четвертый член - электрическое квадрупольное взаимодействие. Присутствие двух последних членов усложняет простую схему зеемановских энергетических уровней и связано с тем обстоятельством, что спин ядра С135 равен 3 / 2 - Следующие отсюда энергетические уровни изображены на фиг. [6]
Спектр Fe3O4 сложный и ясно показывает существование более одного Нп. Картина спектра выше 300 К объясняется гипотезой Вервея [112], согласно которой существует быстрый электронный обмен между ионами Fe3 и Fe2 в октаэдрическом положении, происходящий с частотой, много большей ларморовской частоты, характеризующей сверхтонкие магнитные взаимодействия. Однако, по наблюдениям Фримена и Ватсона [43], эти результаты не согласуются с данными ЯМР, которые вместо одного ожидаемого резонанса четко показывают наличие трех. [7]
Страницы: 1