химический каталог




Экспериментальные методы в химии полимеров. Часть 1

Автор Я.Рабек

стоты прецессии (v0) при различной напряженности магнитного поля (Н0)

Vo при различных Я0 (Гс). МГц

Ядро 14000 21000 23000 31000 58000 71000

'Н 60 90 100 220 250 300

9,2 13,8 15,3 33,7 38,4 46,0

,3С 15,1 22,6 25,2 55,0 62,9 75,5

»м 4,3 6,5 7,2 15,8 17,9 21,5

56,5 84,7 93,0 206,5 203,4 282,0

Зф 24,3 36,4 40,5 89,2 101,5 121,5

(Свободный элек- 3,9X10"

трон)

гаусс (Гс)]; у — гиромагнитное отношение (различное для разных ядер):

у = 2яцЛ,/Ш/; (20.4)

р,дг — магнитный момент протона; h— постоянная Планка; М,— спиновое квантовое число. Типичные приблизительные значения частот прецессии vo для различных ядер приведены в табл. 20.2.

Прецессия протона, помещенного во внешнее статическое магнитное поле, например Я0 = 14000 Гс (СГС)= 1,4 Т (СИ), происходит с частотой v0 = 60 МГц (60 млн. раз в секунду). При наложении магнитного поля Я0= 71 000 Гс (СГС)=7,1 Т (СИ), vo = 300 Мгц (см. табл. 20.2).

Под влиянием внешнего статического магнитного поля (#0) магнитные ядра способны принимать различные ориентации относительно этого поля. Число возможных ориентации составляет 2Mi + 1, где Mi — спиновое квантовое число.

Протон ('Н), спиновое квантовое число которого Mt = 1/2, в статическом магнитном поле (#0) может иметь лишь две ориентации (рис. 20.1):

а) совпадающую с направлением приложенного поля (параллельная ориентация, нижний энергетический уровень);

б) противоположную направлению приложенного поля (антипараллельная ориентация, верхний энергетический уровень).

WW1 ""Tf

/ -«Я

прецессия Антипараллельная ориентация

tE-EfE^ht-g^H^

Нп Мршроей. прецессия

,хся ядре

ц*-\/г.

При прецессии протон ('Н) в параллельной ориентации может поглощать энергию (Д?) от высокочастотного генератора и переходить в антипараллельную ориентацию (это явление называется зеемановским расщеплением для протона) при одном важном

Напряженность приложенного магнитного поля (Нй)

Рис. 20.1. Уровни энергии (а), характеризующие зеемановское расщепление, для протонной системы в скрещенных магнитном (И0) и радиочастотном (Hi) полях и кривая ЯМР-поглощения (б).

условии: частота прецессии должна совпадать с частотой высокочастотного генератора (это явление называется ядерным магнитным резонансом). Поглощенная энергия регистрируется в виде спектра ЯМР.

Поглощенная энергия (Д? = ftv) очень мала [порядка Ю-4 кДж-моль-1 (СИ) при наложении магнитного поля Н0 — = 1,4 Т (СИ)], но может излучаться обратно в виде радиоволн С частотой 60 МГц, которая фиксируется детектором высоких ча312

Глава 20

Спектроскопия ядерного магнитного резонами

313

стот, указывая на то, что резонансное состояние действительно достигнуто.

Если заселенность двух уровней (нижний и верхний энергетические уровни) выравнивается, поглощение энергии прекращается, приводя к уменьшению наблюдаемого резонансного сигнала. Это явление называется насыщением сигнала ЯМР.

При обычном условии измерения заселенность двух уровней не является одинаковой, поскольку ядра с более высокой энергией непрерывно возвращаются на нижний энергетический уровень. Важную роль в потере (релаксации) энергии ядер с более высокой энергией играют два безызлучательных процесса:

1. В процессе спин-решеточной релаксации разность энергии АЕ передается на соседние атомы, находящиеся в той же самой молекуле или в молекулах растворителя.

2. В процессе спин-спиновой релаксации разность энергии АЕ переносится на соседние ядра.

Скорости релаксации возбужденных состояний, обусловленной указанными двумя процессами, имеют большое значение, их определяют следующие параметры:

1. Время полужизни процесса спин-решеточной релаксации (Т\), обычно называемое временем спин-решеточной релаксации (в секундах).

2. Время полужизни процесса спин-спиновой релаксации (Т2), обычно называемое временем спин-спиновой релаксации (в секундах).

Время релаксации — это время, за которое величина разности заселенностей спиновых уровней уменьшается в е раз.

Существует следующая зависимость между временем релаксации (At) и уширением линии (Av) —так называемый принцип неопределенности: ДЯ-Д/^й/гя*» const, (20.5)

Av • At да 1/2я да const (20.6)

Общее правило заключается в том, что при малом At (в твердых полимерах) Av велика (быстрая релаксация) и это ведет к появлению в спектре ЯМР широких линий поглощения; если же At— большая величина (растворы полимеров в невязких растворителях), то Av мала (медленная релаксация) и в спектре ЯМР имеются узкие линии поглощения.

Другими словами, если Т\ и 7"2 малы (в твердых полимерах), то время жизни возбужденных ядер невелико (примерно Ю-5 с) и это дает очень широкие линии поглощения в спектре ЯМР; когда же Г] и Т2 велики (растворы полимеров в невязких растворителях), то время жизни возбужденных ядер большое (примерно 1 с), что приводит к появлению в спектре ЯМР очень резких линий поглощения.

Процесс спин-решеточной релаксации очень чувствителен к температуре, так как при повышении температуры частота колебаний ре

страница 85
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Экспериментальные методы в химии полимеров. Часть 1" (6.55Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
где обучиться компьютерной грамоте в москве
курсы управление предприятием москва
Набор столовых приборов Adria на 6 персон 24
рамка-шторка для защиты гос номера купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)