химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

роцессы продольной релаксации, т. е. стремление М9 к равновесному значению Afj,° со скоростью Ru и поперечной релаксации— спад М±—происходят во времени (0 по экспоненциальному закону:

MA(0«Af^«-'/r', (1.13)

где Г] (~l/#i)—время продольной релаксации (называемой также спин-решеточной); 7V — время поперечной релаксации (в общем случае Т2ФТ1 и называется также временем спин-спиновой релаксации).

В классической модели ядерный магнитный резонанс связывают, по существу, с переориентацией вектора М из равновесного положения в направлении z в направление —z. Такая переориентация может происходить с помощью переменного магнитного поля Bv. Для этого необходимо, чтобы вектор Bv вращался в плоскости ху (см. рис. 1.2) с угловой частотой, близкой к ларморовой частоте прецессии со вектора магнитного момента М. При совпадении указанных частот переменное поле как бы «следит» за вектором М, возбуждая его прецессию вокруг вектора Bv. Это и приводит к переориентации М относительно В в системе координат, вращающейся вместе с векторами М и Bv относительно неподвижной оси z, совпадающей с направлением В (см. рис. 1.2). Прецессия М относительно Bv медленная, так как это поле слабое (амплитуда B°v мала). Угол поворота вектора М во вращающейся системе координат от направления z (в плоскости yz) через промежуток времени t определяется соотношением

Таким образом, при t = 0 а = 0, при t=n/2ynBv имеем так называемый 90°-ный импульс (а = 90°), а когда время полной ориентации t = nl(ynBv)> — 180°-ный импульс (а=180°).

2 J 4

/ — генератор ВЧ; 2 — радиочастотный мост; 3 — усилитель; 4 — детектор; 5 — регистрирующее устройство {и — сигнал дисперсии, v — сигнал поглощения); 6 — генератор развертки поля (питание электромагнита); 7 — полюса электромагнита; 8 — образец в ампуле; 9 —катушка; 10 — шиммнрующие катушки

1.3. Реализация условий магнитного резонанса

Существуют различные способы реализации условий резонанса и получения спектров ЯМР, но принципиальные моменты следует рассмотреть сразу, перед дальнейшим изложением теории и практических применений метода.

Схема простейшего стационарного спектрометра показана на рис. 1.3. Образец в ампуле помещается в сильное однородное магнитное поле В, создаваемое постоянным электромагнитом, и одновременно находится в катушке под непрерывным воздействием высокочастотного поля небольшой мощности Bv. В случае полевой развертки при постоянном значении частоты генератора v = cd/2jt осуществляют медленное сканирование в резонансной области, плавно меняя В. При достижении условия резонанса, т. е. когда значение В удовлетворяет уравнению (1.10), происходит поглощение энергии излучения заданной частоты, фиксируемое по отклонению пера регистрирующего устройства.

При режиме частотной развертки катушка питается напряжением с частотой со, линейно меняющейся во времени, а постоянное поле В неизменно.

Когда вектор суммарной намагниченности М поворачивается вокруг оси х во вращающейся системе координат (см. рис. 1.2), происходит затухание индуцированных компонент Мх, Му (М±) и так называемого сигнала спада свободной индукции (ССИ), как показано на рис. 1.4. Величина Mj_ представляет

комбинацию двух сдвинутых по фазе мх

на 9df колебаний: ^

Мх = —и sin (xtt + v cos (ю^,

где и называют сигналом дисперсии (проекция М на направление, перпендикулярное Bv), a v — сигналом

поглощения (проекция М на направление Bv), эти сигналы могут выделяться с помощью фазочувствительного детектора (см. рис. 1.3). Рис. 1.4. Сигнал спада свободВид и интенсивность сигналов ЯМР иой индукции

зависят от скорости сканирования, т. е.

времени прохождения через резонансную область. Дело в том, что спиновая система обладает некоторой инерционностью, определяемой временем поперечной (спин-спнновой) релаксации Т%. При большой скорости сканирования происходит расфазировка кругового движения векторов М и В, что приводит к падению интенсивности сигнала ЯМР, но в пределах времени релаксации 7*2 периодически может наступать повторная фазировка с появлением сигналов спадающей интенсивности, называемых виглями (от англ. whiggles) и имеющих вид затухающих колебаний. Наличие виглей свидетельствует о высокой однородности внешнего поля, т. е. характеризует хорошее качество спектра. При медленном сканировании, когда удовлетворяется условие

dv

где Av — ширина резонансной области, сигналы ЯМР имеют симметричную форму (без виглей).

Для регистрируемого обычно сигнала поглощения характерна «колоколообразная» форма линии. При развертке по частоте [от развертки по полю, т. е. величины В, можно перейти к частоте, используя соотношение (1.12)] могут измеряться четыре параметра сигнала: vВ квантово-механическом описании при выполнении условия ЯМР осуществляется переход спиновой системы из

страница 5
< 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
цв еты для арок купить в москве
Компания Ренессанс: расчет лестницы на второй этаж - надежно и доступно!
кресло персонала престиж
Отличное предложение в КНС Нева: сколько стоит процессор на компьютер - 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
(09.12.2016)