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电子顺磁共振谱仪原理公式相关内容

2021.8.07

  当单电子定域在硫原子时,g值为2.02-2.06。多数过渡金属离子及其化合物的g值就远离ge,原因就是它们原子中轨道磁矩的贡献很大。例如在一种Fe3+络合物中,g值高达9.7。

  线宽通常用一次微分曲线上两极值之间的距离表示(以高斯为单位),称“峰对峰宽度”,记作ΔHpp。线宽可作为对电子自旋与其环境所起磁的相互作用的一种检测,理论上的线宽应为无限小,但实际上由于多种原因它被大大的增宽了。 [1]

  超精细结构来源于磁性原子核与电子的自旋磁矩交互作用。具体来说,当核子为非磁性核时,将会观测到一个单一的共振吸收谱线,当核子为磁性核时,将会观测到多个线宽较窄的吸收谱线,它们被称为波谱的超精细结构。这种交互作用的能量来自于两部分:

   为电子轨道量子数, 为电子自旋量子数, 为核子自旋量子数。

  该能量最终可以表达为 [3] :

  此处,J为电子的总角动量,F为整个原子(所有电子与核子)的总角动量(以约化普朗克常数ћ做单位)。

   为精细结构间距,A为超精细结构间距,亦称为超精细耦合常数。

  设n为磁性核的个数,I为它的核自旋量子数,原来的单峰波谱便分裂成(2nI+1)条谱线,相对强度服从于一定规律。在化学和生物学中最常见的磁性核为1H及14N,它们的I各为1/2及1。如有n个1H原子存在,即得(n+1)条谱线,相对强度服从于(1+x)n中的二项式分配系数。如有n个14N原子存在,即得(2n+1)条谱线,相对强度服从于(1+x+X2)n中的3项式分配系数。超精细结构对于自由基的鉴定具有重要价值。

  吸收曲线下所包的面积可从一次微分曲线进行两次积分算出,与含已知数的单电子的标准样品作比较,可测出试样中单电子的含量,即自旋浓度。

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