Исследование - парамагнитный резонанс
Cтраница 1
Исследования парамагнитного резонанса в кристалле CaF2: U3 показывают, что ионы U3 могут находиться в кристаллическом поле как тетрагональной, так и три-гональной симметрии. Излучение указанных выше длин волн имеет место, когда ионы урана располагаются в поле тетрагональной симметрии. В кристаллах, в которых большинство ионов U3 находится в поле тригональной симметрии, индуцированное излучение имеет место на волне 2 24 мкм. [1]
При исследованиях парамагнитного резонанса было обнаружено интересное явление. [2]
При исследовании парамагнитного резонанса, когда нужно обнаружить новую линию в спектре, обычно меняется величина напряженности постоянного магнитного поля, а частота высокочастотного поля остается постоянной. Поэтому перед началом измерения волнрвод-ную линию настраивают на одну частоту. На отражательный клистрон, как видно из схемы, подают модулирующее напряжение с частотой 50 гц, при этом за один период этого напряжения область генерации проходят дважды; Получаемый сигнал, который используют для согласования генератора; с волноврдной, линией, усиливается и подается на вход. [4]
Были проведены также исследования парамагнитного резонанса редкоземельных ионов в кристаллических полях октаэд-рической или кубической симметрии. Кристаллическое поле октаэдрической симметрии реализуется в соединениях MgO и СаО; оба эти соединения образуют кристаллы типа NaCl ( пространственная группа Oh) с постоянными решетки 0 4203 и 0 4797 нм соответственно. Катион лежит в центре правильного октаэдра, образованного шестью ионами 02 -, и трехзарядные редкоземельные ионы могут быть введены вместо катионов как примеси малой концентрации. Наблюдаемый спектр трехзаряд-ных ионов имеет кубическую симметрию; следовательно, компенсация заряда должна иметь место на удаленных узлах. Могут быть введены также двухвалентные ионы, такие, как Еи2; неразбавленные соединения EuO, EuS, EuSe, EuTe имеют ту же структуру. [5]
 |
Спектрометр для исследования парамагнитного резонанса. [6] |
По принципу действия спектрометры, применяемые при исследованиях парамагнитного резонанса, аналогичны тем, которые используются при исследованиях газов. Частотная модуляция источника с большой девиацией [395] позволяет определять изменение добротности Q, обусловленное поглощением, посредством уменьшения амплитуды последовательности импульсов. [7]
В частности, выполненное Колом, Притчардом, Дейвидсоном и Мак-Коннеллом [1152] исследование парамагнитного резонанса в смеси С12Нз и С13Нз, полученных рентгеновским облучением CHsJ при температуре 77, показало, что молекула СНз должна иметь плоскую или весьма близкую к плоской структуру. К такому же выводу приходит Карплюс [2329], исследовавший парамагнитный резонансный спектр СНз. Таким образом, можно считать, что результаты исследования спектра парамагнитного резонанса СНз не противоречат принятой в настоящем Справочнике структуре молекулы метила. [8]
Здесь мы рассмотрели в основном такие типы спектроскопов, которые применяются для исследования парамагнитного резонанса в твердых телах, и не касались спектроскопов для изучения резонанса в газах. В газовых спектроскопах, которые фиксируют поглощение энергии, обусловленное взаимодействием электрической компоненты высокочастотного поля с электрическим дипольным моментом, можно изменять непрерывно в определенном диапазоне длину волны. [9]
Привлекательная особенность настоящей фундаментальной монографии состоит в том, что она передает точку зрения пионеров в области исследования парамагнитного резонанса и включает большое число ранее не опубликованных материалов. Она выгодно отличается от всех существующих книг по этому вопросу полнотой, систематичностью и глубиной изложения теории и методов изучения спектров ЭПР в кристаллах. [10]
Вначале я хотел включить в приложение к книге обзорные статьи Блини и Стивенса1), Бауэрса и Оуэна2), где рассматриваются перспективы развития исследований парамагнитного резонанса и которые являются источниками данных о представлениях групп парамагнитных кристаллов. [11]
Особенностью парамагнитного резонанса в конденсированном состоянии является то, что квантовые состояния атомов могут оказаться смещенными под влиянием их взаимодействия с ближайшими соседями. Это обстоятельство, являющееся помехой в применении парамагнитного резонанса для точного определения ядерных моментов, привело к широкому распространению исследования парамагнитного резонанса с целью определения сил взаимодействия в твердых и жидких телах и сложных молекулах. [12]
В общем случае парамагнетизм вызывается орбитальным и спиновым моментами электронов. Как уже упоминалось, в твердых телах орбитальные моменты электронов часто закреплены так, что в первом приближении можно пренебречь орбитальным магнитным моментом и считать, что во внешнем поле ориентируется только спиновый момент электронной оболочки. Это совершенно верно для атомов, у которых электроны незаполненных оболочек находятся в s -, p -, - состояниях; если имеется незаполненная / - оболочка, то в ней электроны так сильно заэкранированы от внешних воздействий электронами заполненных наружных оболочек, что в некоторых соединениях можно считать свободным и орбитальный момент и рассматривать ориентацию во внешнем поле магнитного момента атома как целое ( см. гл. Однако при исследовании парамагнитного резонанса подобная ситуация встречается редко, поэтому ниже мы как правило будем считать, что ориентируется лишь спиновый момент, а влияние орбитального момента будем учитывать схематически введением некоторой константы спин-орбитального взаимодействия. [13]
Немногие разделы современной физики могут сравниться с теорией представлений группы пространственных вращений по степени изученности и широте применений, и читатель, вероятно, уже хорошо знаком с этим предметом. Ряд прекрасных книг, из которых мы назовем здесь лишь Квантовую механику Мессиа [3] и из более специальных Теорию групп Тинкхема [4] и Угловой момент в квантовой механике Эдмондса [5], также дают ясное и полное представление о предмете. Важная роль группы пространственных вращений для исследования парамагнитного резонанса обусловлена тем, что хотя парамагнитный ион, внедренный в вещество, не обладает полной вращательной симметрией, исходным пунктом при его изучении служит свободный ион. Волновые функции свободного иона преобразуются в соответствии с представлениями группы вращений, что существенно упрощает вычисление матричных элементов между двумя такими функциями. Единственная цель приводимого ниже изложения состоит в том, чтобы напомнить читателю те свойства, которые непосредственно требуются для вычисления волновых функций нижних уровней энергии парамагнитных ионов в их естественных условиях. Намного более сложные теории, основанные главным образом на работах Рака и его школы, используются в атомной спектроскопии ( см., например, книгу Джадда [6]), но к нашей задаче они не имеют непосредственного отношения. [14]
Недавно было проведено сопоставление данных об оптическом поглощении, магнитной анизотропии и парамагнитном резонансе для некоторых гексагидратов Nia в предположении [50] об орто-ромбическом возмущении энергетических уровней, возникающих в кубическом поле. Однако подобный подход для гексагидрата сульфата никеля ( П) непригоден хотя бы потому, что d - rf - переходы в этом веществе проявляют заметный эффект Коттона. Это показывает, что ион № 2 находится в асимметричном окружении. Бозе и Чаттерджи полагают, что орторомбическое поле, обнаруженное [51] при исследовании парамагнитного резонанса в солях Туттона, имеется и в гексагидрате сульфата никеля. [15]
Страницы: 1 2