химический каталог




ЯДЕРНЫЙ КВАДРУПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЯДЕРНЫЙ КВАДРУПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯКР), явление резонансного поглощения или излучения радиочастотной электромагн. энергии веществом, обусловленное зависимостью части энергии электрич. электронно-ядерных взаимодействие от взаимной ориентации сферически несимметричных распределений зарядов атомного ядра и электронных оболочек.
В силу квантовомеханические причин изменение ориентации атомного ядра относительно окружающих его электронов и зарядов имеет дискретный характер, что вызывает появление системы уровней энергии, между к-рыми возможны переходы с частотой vQ. Стимулирование переходов vQ при наблюдении ЯКР происходит при наложении на образец переменных электрич. или магн. полей. Мерой отклонения зарядового распределения атомного ядра от сферич. симметрии является его электрич. квадрупольный момент eQ (ядерная константа). Неоднородность электрич. поля, создаваемого электронами атомов и молекул в месте расположения атомного ядра, определяется тензором градиента напряженности электрич. поля (ГЭП) eqij. Из экспериментально наблюдаемых спектров ЯКР можно определить константу ядерного квадрупольного взаимодействия e2Qqzz (e - элементарный электрич. заряд) и параметр асимметрии= | (qxx - qyy)/qzz, где | qzz | > | qyy || qxx |. Направление оси z совпадает с направлением оси квантования ориентации атомного ядра.
Сведения о e2Qqzzм. б. получены из данных ЭПР, ЯМР мёссбауэровской спектроскопии, а также микроволновой и оптический спектроскопии. Наиболее точные измерения производятся с помощью спектроскопии ЯКР в отсутствие внешний постоянных электрич. и магн. полей в твердых телах (кристаллы, стекла, аморфные твердые тела, включая полимеры). Все изменения ГЭП происходят за счет электрич. вкладов, основными по величине из которых являются вклад валентных электронов и поляризация замкнутых оболочек атомного остова; вклад, меньший и сильно зависящий от природы внутри- и межмол. взаимодействие, вносят заряды, расположенные за пределами атомного радиуса.
Эксперименты с наложением внешний постоянного магн. поля позволяют найти и направление макс. компоненты ГЭП (e2Qqzz), т. е. направление оси квантования, совпадающее с направлением оси простой химической связи. Возможно также решение обратной задачи: по зеемановским расщеплениям в спектрах ЯКР определить величину и направление локального магн. поля.
Сопоставление e2Qqzzи в ряду однотипных соединений дает возможность определить особенности относит. электронно-ядерных движений при межконфигурационных переходах.
Наложение внешний постоянного электрич. поля напряженности Ez позволяет определить полевые постоянные частот ЯКР дvQ /дEz , пропорциональные атомной поляризуемости. Сопоставление vQ и дvQ/дEzв рядах однотипных соединений позволяет найти значения напряженности электрич. полей.
Основные спектральные параметры ЯКР: частота vQ, ширина линии времена квадрупольной спин-решеточной (Т1) и спин-спиновой релаксации (Т2). Диапазон наблюдаемых изменений vQдля различные элементов и типов связи 0,1-1000 МГц. Диапазон изменений для мол. кристаллов и аморфных тел с ван-дер-ваальсовыми межмол. взаимодействие-0,001-2% от vQ , что обусловлено статистич. разбросом ГЭП и свидетельствует о степени структурной упорядоченности вещества. Диапазоны изменений времени релаксации - от несколько микросекунд до секунд (Т2) и часов (Т1) в зависимости от температуры и характера тепловых движений молекул и их фрагментов.
ЯКР используют для изучения внутри- и межмол. взаимодействий. Исследование закономерностей взаимного влияния атомов в соединение переходных и непереходных элементов дает сведения о пространств, структуре молекул, их электронном строении, распределении внутримол. электрич. полей и связи этих характеристик с реакционной способностью. При исследовании межмол. взаимодействие получают сведения о распределении электростатич. полей в кристаллах, неупорядоченных твердых телах и твердых растворах. Изучение твердых растворов дает сведения о закономерностях распределения примесей, симметрии их расположения и природе межмол. взаимодействий. ЯКР позволяет изучать природу внутри- и межмол. координации, включая закономерности комплексообразования. По спектрам ЯКР полимеров получают сведения о взаимном расположении атомов в макромолекуле, их упорядоченности и подвижности. ЯКР используют для изучения сегаетоэлектриков, ферромагнетиков, сверхпроводников, полупроводников и т. п.

Литература: Семин Г. К. Бабушкина Т.А., Якобсон Г. Г., Применение ядерного квадрупольного резонанса в химии, Л., 1972; Гречишкин B. C., Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., 1973; Сафин И. А., Осокин Д.Я., Ядерный квадрупольный резонанс в соединениях азота, М., 1977.

Г. К. Семин.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
шкаф абонентский аш-38.2
установка и замена автостекол на saab
поворотные рамки для номеров
sg 70-40 шумоглушитель картинки

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
(19.02.2017)