химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

твие импульса Bv продолжительностью tp состоит в повороте вектора намагниченности М на угол а, равный согласно (1.14) ynBvtp.

Частота v не обязательно должна совпадать с резонансной частотой, так как при малой продолжительности импульса его можно представить как целый интервал частот Av или сумму бесконечного числа гармоник (членов разложения в ряд Фурье). Этот интервал, обратно пропорциональный продолжительности импульса, можно представить как v±l//p.

При этом в интервале Av найдется частота, совпадающая с резонансной vo, т. е. произойдет поворот вектора намагниченности в

плоскость хи и наведение в катушке ССИ, если tn<^~—• Так, например, микросекундный импульс может возбудить все переходы ядер с резонансными частотами в интервале ~50 кГц. При неравенстве частоты импульса и резонансной частоты v^vo будет наблюдаться картина, аналогичная виглям при быстром прохождении узкого сигнала в стационарном спектрометре ЯМР (см. рис. 1.4), что обусловлено затухающими колебаниями ССИ частоты vo—v.

На практике осуществляется многоимпульсная (с промежутками t между импульсами в несколько секунд) последовательность с накоплением сигнала ССИ и фурье-преобразованием полученной интерферограммы на ЭВМ. Интерферограмма, представляющая супер-позицию ССИ, является функцией времени f(t) и зависит от спектра резонансных переходов ядер (ЯМР), который обозначим как функцию F(v). Экспериментатора интересует обратная задача— получение спектра ЯМР, что достигается фурье-преобразованием временной функции в частотную:

оо

Г(у)=2я | ei4tf(t)6t. (11.19)

На рис. II.4 показан, например, вид сигнала ССИ и полученный из него после фурье-преобразования спектр ЯМР (в шкале б 1]В).

Регистрация сигналов ССИ обычно требует в сотни раз меньше времени, чем запись спектра ЯМР на стационарном спектрометре. Время фурье-преобразования ин-терферограммы на ЭВМ также мало. Таким образом, за короткое время может быть накоплено и усреднено много сканов*, что дает многократный (в десятки — сотни раз) выигрыш в чувствительности метода (отношении сигнал/шум).

о

8, M.ff.

4020

Рис. П.4. Сигнал ССИ (а) и полученный его фурье-преобразованием спектр ЯМР 1!В (б)

Применение импульсной фурье-спектроскопии ЯМР особенно эффективно при изучении спектров изотопов с низким естественным содержанием. В настоящее время стала рутинной регистрация спектров ЯМР 13С, распространяется спектроскопия ядер 15N, 170, 19F,

31 Р. Высокочувствительные импульсные фурье-спектрометры со сверхпроводящими селеноидами позволяют регистрировать спектры ЯМР практически всех изотопов с магнитными ядрами. Метод широко используется для измерения времени релаксации, появилась возможность получения спектров высокого разрешения твердых тел, проводить дифференциальную регистрацию, изучать сложные мультиплетные резонансы и т. д.

* Пробег спектрального интервала с регистрацией спектра и запоминанием его ЭВМ.

При импульсной технике фурье-спектроскопии ЯМР интенсивность спектральных линий зависит от времени спин-решеточной релаксации TIT которое может сильно отличаться у разных ядер одного изотопа в молекуле, но эти затруднения легко преодолеваются. В стационарном методе таких трудностей вообще нет, и интенсивность пропорциональна числу ядер. Хотя фурье-спектрометры ЯМР сложнее и пока дороже, они неуклонно вытесняют стационарные спектрометры.

Принципиальная блок-схема импульсного спектрометра показана на рис. II.5. Основные его преимущества следующие. Прежде всего это' высокая мощность генератора (до 1 кВт, тогда как в стационарном спектрометре доли ватт) импульса электромагнитного поля порядка Ю-1..Л Т. Контур датчика ЯМР, подводящий радиочастотное поле Bv, должен надежно работать в этих жестких условиях и быть чувствительным к слабым сигналам ССИ в промежутках между импульсами, поэтому его связь с генератором и приемником должна удовлетворять более высоким конструкционным требованиям, чем в стационарном спектрометре. Это же относится ко второму контуру, подводящему вторую частоту V2 для двойного резонанса (см. ниже), и третьему контуру датчика, служащему для стабилизации условий резонанса. Для формирования всех видов импульсов имеются модулятор и программирующий блок. Фазочувствительный детектор обеспечивает высокое отношение сигнала к шуму.

На совмещенную с фурье-спектрометром ЯМР электронно-вычислительную машину, являющуюся, по существу, его неотъемлемой составляющей частью, возглагаются функции управления спектрометром по заданной программе или в соответствии с командами, подаваемыми оператором. ЭВМ формирует импульсы, накапливает сигнал ССИ и преобразует его в спектр, хранит информацию в памяти и по команде выдает или в цифровом виде, или через цифроаналоговый преобразователь графически. Кроме того, ЭВМ может выполнять много других операций по обработке данных, улучшению качества спектра, упорядочению и систематизации информации.

Импульсные фурье-спектрометры выпускаются с железными и сверхпроводящими магнитами. К магнитам в любом спектрометре предъявляются особые

страница 17
< 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

Скачать книгу "Физические методы исследования в химии" (2.22Mb)


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

 

 

Реклама
курсы на компьютере цена
домашний кинозал дизайн
как исправить вмятину на двери машины
Компания Ренессанс: чердачные лестницы цена купить - доставка, монтаж.

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
(02.12.2016)