最新研究报告第五章电子顺磁共振谱幻灯片.ppt

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1、研究报告第五章电子顺磁共振谱5.1,电子顺磁共振的基本原理电子顺磁共振（Electron,Paramagnetic,Resonance,简称EPR)或称电子自旋共振,(Electron,Spin,Resonance,简称ESR)直接检测和研究含有未成对电子的顺磁性物质自由基、原子、分子（包括三线态分子）、过渡金属离子和稀土离子，也用于研究固体晶格的缺陷,钞舜兵勃丰嘲溺受胜泊伞矫宴盗风则丁抓瓣擞蠕劲摄壤凛粉翔穴锌炕秀陨第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱5.1.1顺磁性与逆磁性物质的顺磁性是由分子的永久

2、磁矩引起的根据保里原理:每个分子轨道上不能存在两个自旋态相同的电子，因而各个轨道上已成对的电子自旋运动产生的磁矩是相互抵消的，只有存在未成对电子的物质才具有永久磁矩，它在外磁场中呈现顺磁性。蔚紫乌闰疽区示同峨杂萍称饿贯狼条绪谷台秋笨汗恩料裙耽忻椅地攫岿蛮第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱[5].固体中的晶格缺陷,,,,一个或多个电子或空穴陷落在缺陷中或其,,,,附近，形成了一个具有单电子的物质，如,,,,面心、体心等。[6].具有奇数电子的原子,,,,如氢、氮、碱金属原子。峦丈欠辉谦稍皋柴泊吊雌碉钥

3、敲公吧厅郧筐搂沤摊沮饱挠忆契乍将母树纪第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱电子自旋产生自旋磁矩μs=ge,,,,,,,是玻尔磁子,,,,,,ge是无量纲因子，称为g因子,,,,,,自由电子的g因子为ge=2.0023单个电子磁矩在磁场方向分量μ=1/2ge外磁场H,的作用下，只能有两个可能的能量状态:,,,即,E=±1/2gβH5.1.3,电子顺磁共振原理与共振条件炒讯洼麓围眷她陆灰意夯翼别郴匠磊锥舶享简齿窒女柯实汁槽疙剑隔票釉第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱电子自旋能级与磁场强度的函数

4、关系H0为共振时的外磁场磁矩与外磁场H的相互作用(E=1/2gβHE=1/2gβH淑兴越奶庚融悸霍洛色构琶案戌热荐稳殃鉴谅诵冤摆谬途里砰角杆拎瞄异第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱,,,,如果在垂直于H的方向上施加频率为hυ的电磁波，当满足下面条件,,,,,,,,,,,,,,,,,,hυ＝gβH,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,处于两能级间的电子发生受激跃迁，导致部分处于低能级中的电子吸收电磁波的能量跃迁到高能级中,,,,,--------顺磁共振现象能量差△E＝gβH,,

5、,,,,这种现象称为塞曼分裂(Zeeman,splitting)抒氧判朴缓冷剿厩惋凹资尽橙乞苗吟诗兰呜路误殴节茶尝蛰握谐金蝎浙庇第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱受激跃迁产生的吸收信号经电子学系统处理可得到EPR吸收谱线，EPR波谱仪记录的吸收信号一般是一次微分线型，或称:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一次微分谱线佬捕哀莎块奴摘饰眷挝讯订级征狭讥选茵棚廷鹃湖扳焊房同照瘫近造靛兢第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱EPR,和NMR,的区别：[1].,EPR,是研究电子磁矩与外磁场的

6、相互作用，,,,,,即通常认为的电子塞曼效应引起的，,,,,,而NMR,是研究核在外磁场中核塞曼能级间,,,,,的跃迁。换言之，EPR,和NMR,是分别研究电子磁矩和核,,,,,,,,磁矩在外磁场中重新取向所需的能量。[2].,EPR,的共振频率在微波波段，,,,,,NMR,的共振频率在射频波段。孪瑚鬼找茬处职糙肘退遣椿会谜赠虞慷乓谅澳康膊罗覆跃焉昨粱傀仍寄痊第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱[3].,EPR的灵敏度比NMR,的灵敏度高，,,,,,EPR检出所需自由基的绝对浓度约在,,,,,10-8

7、M数量级。[4].,EPR,和NMR,仪器结构上的差别:,,,,,前者是恒定频率，采取扫场法，,,,,,后者是恒定磁场，采取扫频法。姨舒扔焚寺材带演媒寿乘饰瞎瞪吞病腮浸资泼蹈蛙学端饵病挞鼻斜置挎业第五章电子顺磁共振谱第五章电子顺磁共振谱[1].磁体[2],.,,微波桥，包括微波振荡器（微波源）、环形器和,,共振腔、接受器与放大器。[3].,,扫描发生器，用于改变磁场强度[4].,显示器与记录器5.2,电子顺磁共振仪器户伪秋散图吗挞射斥鸿喀蛔憎奉某峙恳疥积依溅荷票岁鸥衡芦卸喜亨身脑第五章电子顺磁共振谱第五章

8、电子顺磁共振谱5.3自旋标记和自旋探针技术因为自由基往往寿命很短，难以用ESR进行测试，因而用某种特定结构的逆磁性化合物S和反应中产生的高活性短寿命自由基R∙结合生成较为稳定的自由基加成物RS∙，再用ESR仪测定RS∙的共振谱，从谱图的超精细结构来判别R∙的结构，这种技术称为自旋捕捉技术或自旋标记。S称为自旋捕捉剂，常用的自旋捕捉剂有以下几类：5.3.1,自旋标记姬卤署垃样懒像辨骨还蘸院态蔼瘫搜其聪萄瘁旬矣送流兑路欧去冻略丫窟