Transcript EPR
Электронный Парамагнитный Резонанс История открытия явления ЭПР Метод был открыт Евгением Константиновичем Завойским в Казанском Университете в 1944 году. Он заметил, что монокристалл CuCl2, помещенный в постоянное магнитное поле поглощает радиоволны в микроволновом диапазоне. Применили ЭПР в биологических исследованиях Л.А. Блюменфельд и А.Э. Калмансон, которые в 1958 с помощью метода ЭПР обнаружили свободные радикалы полученные под действием ионизирующего излучения на белки. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР, EPR, ESR) - один из основных прямых методов обнаружения и идентификации (изучения строения) свободных радикалов и комплексов металлов переменной валентности, имеющих неспаренный электрон на молекулярной орбитали. В основе метода лежит резонансное поглощение электромагнитного излучения неспаренными электронами, помещенными в магнитное поле. Ps ms Атом водорода Pl ml Электрон в атоме участвует в двух видах движения: 1. Орбитальном (l) - вокруг ядра атома и 2. Спиновом (s) - вокруг собственной оси. Каждый вид движения можно охарактеризовать двумя моментами: 1. Механическим (P), отражающим движение материальной частицы и 2. Магнитным (m), отражающим движение заряженной частицы. Из классической механики известно, что момент количества движения электрона на круговой орбите радиуса R P=mvR, где m - масса электрона, а v - его скорость. Ps ms Pl ml Движение заряженной частицы по такому же контуру, создает магнитный момент, подобный тому, что возникает при движении тока m=IS, где I - сила тока в контуре (I=ve/2pR), а S - площадь контура (S=pR2) или m=veR/2 или, учитывая (P=mvR) m=-eP/2m (или m/P=-e/2m) Из квантовой механики известно, что P=nh/2p, где n - главное квантовое число. Тогда при n=1 получим m=-eh/4pm=b (магнетон Бора) Таким образом, для орбитального движения Для спинового движения ml/Pl=-e/2m ms/Ps=-e/m Суммарный магнитный момент равен: mj=ml+ms, А суммарный механический равен: Однако Pj=Pl+Ps mj/Pjml/Pl ms/Ps поэтому вводят коэффициент пропорциональности (g) mj/Pj=-g*e/2m, где g это g-фактор, т.е. коэффициент, показывающий вклад орбитального и спинового момента в суммарный момент. В конечном итоге, поскольку mlms, то mjms и mj-g*e/2m*h/2p*S =-gbS 1. Биофизика / А П. Г. Костюк, Д. М. Гродзинский, В. Л. Зима, И. С. Магура, Е. П. Сидорик, М. Ф. Шуба. – Киев : «Высшая школа», 1988. – 504 с. 2. Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп / Альтшулер С. А., Козырев Б. M. – Москва, 1972. 3. Пул Ч. Техника ЭПР-спектроскопии, пер. с англ., Москва: – 354 с. 4. Абрагам А., Блини Б., Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, пер. с англ., г. 1-2, M., 1972-73. 5. Мейльман M. Л., Самойлович M. И., Введение в спектроскопию ЭПР активированных монокристаллов, M., 1977. 6. Электрические эффекты в радиоспектроскопии, под ред. M. Ф. Дей-гена, M., 1981. 7. Ройцин А. Б., Маевский В. H., Радиоспектроскопия поверхности твердых тел, К., 1992. 8. А. Б. Ройцин. Радиоспектроскопия твердого тела / А. Б. Ройцин. – Киев : 1992. — 478 с.