химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

иПУвТСЯ 2/Z-+-1 СИГНЭ6 — фазовращатель опорного напряжения; 7 — блоки мо- г г J

дулятора ЛОВ, ИЗ КОТОрЫХ ТОЛЬКО

ПО

центральный соответствует частоте ЯКР, что представляет определенные неудобства, особенно в случае богатых линиями спектров ЯКР. Но в то же время эти спектрометры дают возможность сканирования в широком частотном диапазоне, т. е. находить и детектировать широкие полосы. Простой регенеративный спектрометр полезен при работе в области низких частот (до 100 МГц). На выходе стационарных спектрометров может применяться многоканальное накопление, повышающее чувствительность этих приборов.

Недостатками стационарных методов является малая вероятность обнаружения сигнала: для многих образцов спектры ЯКР не обнаруживаются, а иногда и в принципе не могут быть обнаружены. Нередко возникают трудности с детектированием, большой длительностью эксперимента и низкой чувствительностью.

Аналогично тому как это делается в ЯМР фурье-спектроскопии, спектры ЯКР получают также, регистрируя кривую спада свободной индукции после наложения мощных радиочастотных импульсов прямоугольной формы. Реализуемый на спектрометрах метод импульсного квадрупольного спинового эха обеспечивает большой выигрыш в чувствительности и разрешении, которое в этом случае практически определяется естественной шириной линии и не зависит от аппаратурных факторов.

Существует также возможность использования метода двойного резонанса, в котором участвует ядро с легко наблюдаемым ЯМР, связанное с квадрупольным ядром или близко к нему расположенное. В результате двойного резонанса может происходить передача энергии от системы уровней ЯМР к системе ЯКР, в итоге частоты ЯКР находят, наблюдая изменения в спектре ЯМР, что дает огромный выигрыш в чувствительности.

Метод спектроскопии ЯКР, конечно, менее широко распространен в химических лабораториях, чем многие другие физические методы. Это отчасти связано со сложностью и малой доступностью аппаратуры и жесткими условиями проведения эксперимента (низкие температуры, термостатирование и т. д.), а также с ограниченностью объектов: определенный круг ядер, кристаллические образцы, причем лучше монокристаллы, чем порошки. Масса образцов, необходимая для исследования, сравнительно велика и составляет от десятых до нескольких граммов и даже десятков граммов. Но хотя и круг решаемых этим методом проблем тоже сравнительно не так широк, многие получаемые с его помощью данные бывают уникальны, и спектроскопия ЯКР в целом является очень ценным методом в химических исследованиях.

ГЛАВА V МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА

Метод мессбауэровской спектроскопии, называемой иногда спектроскопией ядерного гамма-резонанса (ЯГР), основан на изучении поглощения у-излучения какого-то ядра-источника ядром того же изотопа, находящимся в исследуемом образце. Возможность такого поглощения, т. е. у-резонанса, зависит не только от разности энергий возбужденного и основного состояний ядер. Условия резонанса соблюдаются только тогда, когда устранен также эффект отдачи ядер при испускании и поглощении у-квантов, а также скомпенсирован каким-то образом эффект Допплера. Метод получил свое развитие именно с того момента, когда это было понято, а еще раньше экспериментально был найден простой и едва ли не единственно возможный путь ликвидации потерь на отдачу.

Применение метода в химии базируется на зависимости энергии ядерных переходов или разности энергий ядерных состояний, между которыми происходит переход, от химического окружения ядра, т. е. взаимодействий ядра с этим окружением. Связанные с этим различия в энергиях переходов чрезвычайно малы (на десять порядков меньше) по сравнению с энергиями самих у-квантов (переходов), имеющих порядок ~ 104... 105 эВ, что соответствует области частот 1012... 1013 МГц (107... 10» см-1).

Однако разрешающая способность метода достаточно велика, чтобы его можно было успешно использовать в структурных химических исследованиях. Этому способствует высокая монохроматичность излучения: естественная ширина линии r7=Avi/2 (ширина на полувысоте пика) обычно лежит в пределах Ю-10... 10~15 от значения энергии у-лучей.

Эффект Мессбауэра получен для нескольких десятков элементов, но далеко не для всех из них эффект находит применение в химии. Данные о наиболее широко используемых изотопах приведены в табл. V.I.

Имеется ряд определенных условий, которые должны выполняться, чтобы наблюдался эффект Мессбауэра, и не у всех элементов они выполняются, хотя возбужденные состояния ядра элемента могут быть известны. Прежде чем перейти к этим условиям, рассмотрим само явление ЯГР.

Для простоты возьмем сначала систему из свободных атомов в газовой фазе. Ядра этих атомов могут быть в основном и возбужденном состояниях, т. е. на соответствующих уровнях энергии Eg и Ее. Разность этих энергий равна энергии перехода ядра АЕ~Ее — —Её—Ет, который может происходить с испусканием или поглощением у-кванта, причем в первом случае ядро перейдет в основн

страница 44
< 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
ноутбук в москве на прокат
Компания Ренессанс металлические лестницы для дома - качественно, оперативно, надежно!
стул самба хром
KNSneva.ru - гипермаркет электроники предлагает купить жёсткий диск - офис в Санкт-Петербурге, ул. Рузовская, д.11

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
(10.12.2016)