Электронного параматнитного резонанса

 

Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) - это метод, регистрирующий переходы между спиновыми уровнями неспаренных электронов молекулы во внешнем магнитном поле. Поглощается микроволновая энергия электро-магнитного поля образцом, помещенным в такое поле. В атомах и молекулах электроны образуют пары. Каждому электрону, находящемуся на определенной орбитали со спиновым квантовым числом m_s= -1/2 соответствует другой электрон на той же орбитали с m_s= +1/2. Спаренные электроны не дают спектр ЭПР. У неспаренного электрона нет соответствующего электрона-партнера, поэтому такой электрон дает спектр ЭПР. Помещенный во внешнее магнитное поле электрон со спиновым числом m_s= 1/2 может иметь только две ориентации совпадающие с направлением приложенного поля (параллельную ориентацию) и противоположную (антипараллельную ориентацию -верхний энергетический уровень. При прецессии электрон с параллельной ориентацией может поглощать энергию и переходить в антипараллельную ориентацию, но только когда частота прецессии совпадает с частотой электромагнитного поля; это и есть электронный спиновый резонанс. Схема зависимости энергии электрона от напряженности магнитного поля показана на рис.23; g-коэффициент пропорциональности между частотой и полем (для данного спектрометра).

В процессе исследований определяется также скорость релаксации (время полужизни процесса спин-решеточной релаксации Т в сек.)

Определяется время релаксации - время, за которое величина разностей заселенностей энергетических уровней уменьшается в е раз.

Время Т₁ определяют по скорости возвращения сигнала к его равновесной интенсивности после быстрого уменьшения мощности микроволнового возбуждения.

Энергия

m_s= +1/2 Е₁=Е_о+1/2(gbН_о)

Е_о DЕ=Е₁-Е₂= hn = gbH_o

m_s= -1/2 Е₂=Е_о-1/2(gbH_o)

Н_о=0

сигнал спектр

поглощенияРис.23.