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    電子順磁共振波譜儀——順磁共振的研究對象及應用

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    瀏覽:- 發布日期:2018-07-06 09:16:52【

    [文章導讀] (電子順磁共振波譜儀)表明環辛四烯負離子環上的八個質子是等性的,

    順磁共振技術具有獨特的識別順磁物質的能力。只要樣品中含有未成對電子或通過紫外照射、氧化還原反應等方式能夠產生未成對電子即可利用順磁共振技術進行相關研究。電子順磁共振波譜儀)(點擊了解詳情由于EPR對局部區域環境非常靈敏,電子順磁共振波譜儀)可用來闡明不成對電子附近的分子結構,研究分子的運動或流動的動態過程,因而它在化學、物理、材料、生物、醫藥等許多領域獲得了廣泛的應用。


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    單電子自由基

    即含有一個未成對電子的原子或分子,包括有機分子自由基、芳香離子自由基、碎片自由基等。如環辛四烯是一個非平面分子,用堿金屬還原可生成環辛四烯負離子自由基,所得EPR譜線是間距相等且強度比為18285670562881的九重峰,電子順磁共振波譜儀)表明環辛四烯負離子環上的八個質子是等性的,電子順磁共振波譜儀)說明環辛四烯經單電子轉移反應生成負離子基后,構型發生變化,呈平面結構。

    過渡金屬離子

    原則上,過渡金屬原子軌道上含有未成對電子,是EPR的研究對象。電子順磁共振波譜儀)它們常以配合物或鹽的形式存在,使EPR譜線很寬,理論處理比較復雜,解析時常常要考慮配位場的對稱性和場強大小等。

    含兩個(或兩個以上)未成對電子的分子

    除過渡金屬外,含兩個(或兩個以上)未成對電子的分子主要分為兩類。

    a、三重態分子。電子順磁共振波譜儀)這類化合物的分子軌道上有兩個未成對電子,且彼此間的距離很近,有很強的相互作用。如二苯次甲基分子、氧分子等。還有些分子基態本身并非三重態,但在某些條件(如光照)下,可從逆磁性分子變成順磁性分子(也稱激發三重態分子),因此也可以用順磁方法進行研究。電子順磁共振波譜儀)如萘、蒽等許多芳烴分子。

    b、分子軌道上有兩個(或多個)未成對電子的化合物,即雙基或多基化合物。它們與三重態分子的區別在于分子中所含的兩個或兩個以上的未成對電子相距較遠,電子順磁共振波譜儀)相互作用很弱,以至于它們的EPR波譜一般不呈現出精細結構。

    其他(如色心、生物組織、半導體等) 色心指的是固體的某些晶格缺陷,主要是點缺陷,如在晶格中有空位、在(取代或間隙)晶位中的雜質原子或離子、俘獲電子中心、俘獲空穴中心等。電子順磁共振波譜儀)在這些缺陷中,空位本身雖然并非順磁性,但它的存在會形成某些順磁中心,其他大部分缺陷則是順磁性的。從EPR譜圖中一般都能鑒別出點缺陷的品種和結構。

    在生物醫學領域,細胞代謝過程、酶反應機理及許多病理過程如衰老、癌變等都與自由基密切相關。電子順磁共振波譜儀)此外,利用EPR對半導體摻雜進行研究,可指導采用不同的摻雜技術獲取不同性質的半導體。

    順磁共振也是一種研究物質結構的有效方法,它研究的對象必須是具有未配對電子的物質,如:①具有奇數個電子的原子,像氫原子。電子順磁共振波譜儀)②內電子殼層未被充滿的離子。③具有奇數個電子的分子,如NO。④某些雖不含奇數個電子,但分子的總角動量不為零,如O2 ;⑤在反應過程或物質因受輻射作用中產生了自由基。電子順磁共振波譜儀)此外還有金屬或半導體中的未偶電子等等。

    通過對順磁共振波譜的研究,可得到有關分子、原子或離子中未配對的電子的狀態及其周圍環境方面的信息,從而得到有關物質結構和化學鍵方面的知識。電子順磁共振波譜儀)例如在有機化學中,順磁共振對研究自由基很重要。電子順磁共振波譜儀)動植物體內的自由基就是應用順磁共振技術發現的。在癌癥的預防和尋找治療藥物方面,用順磁共振方法對有機體中的自由基進行測定。電子順磁共振波譜儀)一些藥學工作者應用順磁共振法來研究各種激素和維生素等藥物的化學結構。

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