Ядерное спин-спиновое взаимодействие
Cтраница 1
Ядерное спин-спиновое взаимодействие - - - взаимодействие ядерных магнитных моментов, как непосредственное, так и обусловленное их взаимодействием с электронной оболочкой молекулы. [1]
Раз больше энергии чисто ядерных спин-спиновых взаимодействий, где ge и gi - электронный и ядерный - факторы, JIB - магнетон Бора, ц я - ядерный магнетон. Электрон-ядерные спин-спиновые взаимодействия бывают двух видов: 1) классич. Ферми aSl, обусловленное наличием электронной спиновой плотности в месте расположения ядра. [2]
Спин-орбитальное взаимодействие приводит к косвенному спин-спиновому взаимодействию электронов в значительной степени тем же способом, каким контактное сверхтонкое взаимодействие fll - S вызывает косвенное ядерное спин-спиновое взаимодействие в диамагнитных молекулах ( разд. [3]
 |
Спектры ЯМР бензильных протонов молекул 1, 1 2. [4] |
Они должны зависеть также от величины и знака разности - факторов радикалов пары, от знака констант сверхтонкого электрон-ядерного взаимодействия, от знака константы ядерного спин-спинового взаимодействия, а также от типа радикальной пары. [5]
Кроме взаимных опрокидываний электронных спинов могут существовать опрокидывания ядерных спинов. Вероятность таких ядерных переходов зависит от интенсивности ядерного спин-спинового взаимодействия и, очевидно, значительно меньше вероятности аналогичных электронных переходов. Особенно это справедливо для центральных ядер самих парамагнитных ионов, так как они находятся сравнительно далеко друг от друга в разбавленном кристалле. С другой стороны, если существует лигандная сверхтонкая структура, то обычно имеется ряд ядер одного сорта, находящихся на расстоянии примерно нескольких нанометров друг от друга. Когда все ионы F эквивалентны, как в чистом Сар2, спин-спиновое взаимодействие между ними приводит к среднеквадратичной ширине линии 26vn ЯМР 19F в пределах от 12 до 29 кГц в зависимости от ориентации внешнего магнитного поля [30, 31], которая частично обусловлена процессами взаимного опрокидывания спинов. [6]
Большинство систем не удовлетворяет указанным выше требованиям, вследствие чего системы с отрицательными абсолютными температурами встречаются редко. Термодинамическое равновесие в такой системе устанавливается посредством ядерного спин-спинового взаимодействия. Этот спин-спиновой процесс установления термодинамического равновесия характеризуется временем релаксации т2, которое имеет порядок 10 - 5 с. В термодинамике спиновых систем взаимодействие с решеткой соответствует утечке теплоты сквозь стенки системы. Значительное различие времен TJ и т2 приводит к тому, что система спинов по достижении внутреннего термодинамического равновесия еще относительно большое время остается в практической изоляции от решетки. В течение этого времени можно говорить о термодинамически равновесной спиновой системе. [7]
Большинство систем не удовлетворяет указанным выше требованиям, вследствие чего системы с отрицательными абсолютными температурами встречаются редко. Термодинамическое равновесие в такой системе устанавливается посредством ядерного спин-спинового взаимодействия. [8]
Конечно, имеется по одному отдельному слагаемому вида (8.7.37) для каждой пары ядер. Следует отметить, однако, что только возбужденные триплетные состояния дают вклады в полную константу ядерного спин-спинового взаимодействия и что нет никакой естественной нормировки для спиновых плотностей перехода, связывающих состояния различной мультиплетности; те, которые мы использовали, связывают стандартные состояния с MaSa, М 8Ь, и. [9]
При написании этой книги важно было решить, на каком уровне необходимо вести изложение основных принципов. Очевидно, такие фундаментальные понятия, как диаграммы энергетических уровней, вероятности переходов и спин-гамильтониан, лучше всего объяснять с точки зрения квантовой механики. Весьма важно было также представить основные результаты как логически последовательные выводы из хорошо известных физических принципов, не прибегая к магическим формулам, взятым с потолка. Таким образом, наша задача сводилась к тому, чтобы точно, но простыми логическими средствами донести основные теоретические идеи до читателя с тем, чтобы он проследил каждую ступень аргументации и понял, откуда следует тот или иной вывод. При этом мы не стали излагать детали, которые не играют существенной роли, но усложняют теорию. Разумеется, в некоторых случаях необходимо было компромиссное решение. Например, мы не сочли целесообразным приводить вывод выражения для сверхтонкого контактного взаимодействия Ферми, поскольку элементарные доказательства неубедительны. Мы стремились подчеркнуть те явления, которые свойственны и электронному и ядерному резонансу. Так, читатель, знакомый с теорией ядерного диполь-дипольного взаимодействия, необходимой для понимания ширины линии ЯМР твердых тел, узнает также многое о том, что связано с электронным резонансом триплетных состояний. Далее ядерные спин-спиновые взаимодействия, обнаруживаемые в спектрах высокого разрешения ЯМР, косвенно зависят от такого же типа магнитных взаимодействий, которые определяют изотропное сверхтонкое взаимодействие в спектрах ЭПР свободных радикалов. Весьма возможно, что некоторые читатели предпочли бы первое изучение введения в магнитный резонанс в совершенно нематематической форме и без элементов квантовой механики. [10]
Страницы: 1