6.11:탐지의 짝이 없는 전자

있는 실험적 방법의 검출을 위한 짝이 없는 전자. 재료에서 짝을 이루지 않은 전자의 특징 중 하나는 자기장과의 상호 작용입니다. 그 상호 작용은 짝이없는 전자를 포함하는 화합물에 대한 정보를 제공하는 데 사용될 수 있습니다.전자상자성 공명(전자상자성 공명)은 전자상자성 공명(전자상자성 공명)또는 전자상자성 공명(전자상자성 공명)이다. 그것은 자기장의 존재에서만 존재하는 2 개의 회전급강하 국가의 정력적인 별거에 달려 있습니다.스핀은 거시적 수준에서 우리에게 이해 될 실제 비유가없는 양자 속성입니다. 그러나 우리는 스핀이 자기 특성과 관련이 있다는 것을 알고 있습니다. 전자는 이러한 자기 특성에 대해 두 가지 값 중 하나를 가질 수 있습니다. 이 값에는 때로는”위로”와”아래로”,때로는+1/2 및 -1/2 와 같은 다양한 레이블이 있습니다. 그러나 전자가 가지고있는 스핀 값은 정력적으로 차이가 없습니다.2018 년 10 월 15 일~2018 년 10 월 15 일두 개의 가능한 스핀 상태는 자기장이 존재하지 않는 한 에너지 적으로 동일합니다. 그 상황이 발생하면,두 상태 사이에 에너지 분리가 있습니다.2018 년 10 월 15 일(토)~2018 년 10 월 15 일(일)자기장의 존재 하에서,두 개의 스핀 상태는 두 개의 서로 다른 에너지 레벨로 분리된다. 에너지 레벨 사이의 분리의 양은 자기장의 크기에 따라 달라집니다. 강한 자기장,더 중대한 별거.2018 년 10 월 15 일(토)~2018 년 10 월 15 일(일)이 경우 스핀은 한 쌍이 아닌 스핀에만 적용됩니다. 페어링되지 않은 스핀은 자기장과 상호 작용한다는 것을 기억하십시오. 모든 경우 회전-쌍,아무 일도 발생하지 않습니다. 그것은 매우 유용합니다,왜냐하면 그것은 우리에게 그 짝이없는 전자를 감지 할 수있는 방법을 제공하기 때문입니다.한 스핀 상태의 전자는 여전히 광자의 흡광도에 의해 다른 것으로 여기 될 수 있습니다. 양자택일로,더 높은 국가에 있는 전자는 광자를 풀어 놓는 경우에 더 낮은 것에 아래로 떨어질 수 있습니다.2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일이 중 어떤 일이 일어나기 위해서는 광자의 에너지가 상태 간의 에너지 차이와 정확히 일치해야합니다. 이 금발 미녀 규칙은 공명 조건이라고합니다. 1 개의 에너지 레벨에서 다음에 뛰어오르기 위하여 공급되는 에너지 양은 다만 맞아야 한다. 너무 적은 에너지 및 전자는 그것을 만들지 않을 것이다. 너무 많은 에너지와 전자도 그것을 만들지 않을 것입니다. 그것은 단지 올바른 광자를 기다리고 있습니다.2018 년 10 월 15 일~2018 년 10 월 15 일광자는 얼마나 많은 에너지를 가지고 있습니까? 플랑크-아인슈타인 관계를 기억하십시오. 그것을 설명하는 에너지의 광양자:

\(E=h\뉴\)

전자는 에너지의 광자,h 은 플랑크의 지속적인(6.625×10-34Js)및 ν 은 주파수의 광양자(보 로마 v 시리즈하지만,그것은 그리스 문자,nu).또한,파장과 주파수 사이의 관계 때문에:광자의 파장,광자의 파장,빛의 속도(3.0 엑스 108 엠 초-1)및 광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장,광자의 파장.

RRphoton.따라서 일반적으로 서로 다른 파장의 빛은 서로 다른 양의 에너지를 전달합니다. 475 나노 미터에 가까운 파장을 가진 푸른 빛은 700 나노 미터에 가까운 파장을 가진 붉은 빛보다 더 많은 에너지를 가지고 있습니다.전자파 방사선은 전자파 방사선의 일반적인 범위 또는 광자의 일반적인 종류는 마이크로파 방사선입니다. 이 광자의 주파수는 약 9 또는 10 기가 헤르츠입니다. (분광학의 또 다른 유형,회전 분광학,또한 마이크로파의 흡광도를 측정합니다. 그것은 일반적으로 전자 레인지의 다소 높은 주파수를 사용합니다. 회전 분광법은 가스 단계의 분자에 대한 구조적 또는 결합 정보를 제공합니다.쌍이 아닌 전자의 환경에 따라 외부 자기장의 영향에 더 민감하거나 덜 민감 할 수 있습니다. 즉,두 스핀 상태 사이의 에너지 분할은 한 분자에서 다른 분자로 다양합니다. 그 결과,동일한 자기장 내의 다른 분자는 마이크로파 방사선의 다른 파장을 흡수 할 것이다.

RReprTwomolecs.일반적으로 에프에르 분광계는 샘플에 고정 파장의 마이크로파 복사를 공급하도록 설계되었습니다. 자기장이 조정되고 계측기는 광자의 흡수에 필요한 전계 강도를 측정합니다. 이것은 수평방향만이 아닌 상하좌우 모든 방향으로 된 구면 360 도 파노라마를 만듭니다

RReprintegrated.일반적으로 스펙트럼이 어떻게 표시되는지에 대해서는 조금 다른 점이 있습니다. 그것은 위에 표시된 플롯의 도함수로 표시됩니다. 그 때문에 자기장을 변경으로 악기 흡광도의 변화를 측정하는 방법입니다;즉.그것은 디(흡광도)/디(자기장)을 측정합니다. 이것이 이전 그림의 기울기입니다.2018 년 10 월 15 일(토)~2018 년 10 월 15 일(일)이 스펙트럼은 실제로 다음과 같이 보입니다. 기준선 위의 부분은 이전 그림에서 양의 기울기를 반영합니다. 기준선 아래의 부분은 이전 그림에서 음의 기울기를 반영합니다.2018 년 10 월 15 일~2018 년 10 월 15 일자기장 강도는 일반적으로 피크 위치에 대해 보고되는 값이 아닙니다. 대신 지-값이보고됩니다. 지-값은 제만 효과(스핀 에너지 레벨 사이의 분할에 대한 자기장의 영향)에 대한 방정식에서 발생합니다. 그 관계는 다음과 같습니다.어느 쪽에서 스핀 상태 사이의 에너지 차이,지 이다 지-값,비례 상수는 전자가 자기장의 영향에 얼마나 취약한지에 달려 있습니다.광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 흡수의 경우 광자 즉,지 사용되는 자기장에 흡수 된 광자의 비율을 측정 한 것입니다. 그것은 표준화 단계입니다. 사람들이 마이크로파 방사선의 약간 다른 파장을 사용하는 도구를 가지고 있다면,동일한 샘플에 대해 측정하는 자기장은 동의하지 않을 것입니다. 모두가 단지 전계 강도 파장의 비율을 측정하는 경우,그것은 모두 심지어 아웃해야한다. 지-값은 한 실험실에서 다른 실험실로 동일해야하는 전자의 환경을 재현 할 수있는 척도입니다.비슷한 이유로 분광학에서도 비슷한 관행이 사용됩니다. 우리는 우리가 사용하는 기기에 자기장의 강도를 보정하는 대신 폴리프로필렌 폴리프로필렌의 화학적 변화를보고 할 때. 그렇지 않으면 동일한 샘플은 두 개의 서로 다른 악기에 두 개의 서로 다른 변화를 줄 것이다.커플링은 자기장이 서로 상호작용하는 현상이다. 에 대한 결합은 주변 핵이 관찰되는 전자에 미치는 영향 때문에 발생합니다.예를 들어,수소 원자의 핵이 짝을 이루지 않은 스핀을 가지고 있다는 것을 이미 알고있을 것입니다. 이것이 1 시간 분광학의 기초입니다. 그 핵이 짝을 이루지 않은 스핀을 가지고 있다면,그것은 관련된 자기장을 가지고 있습니다. 수소 핵은 스핀 값,+1/2 또는 -1/2 를 가질 수 있기 때문에 그것과 관련된 두 가지 가능한 자기장을 가지고 있습니다.외부 자기장에 배치 된 근처의 전자는 이제 두 가지 다른 상황 중 하나에있을 수 있습니다. 이웃 양성자는 자기장에 조금 더하거나 외부 필드에서 조금 뺍니다.

RReprspinstates1H.png

결과적으로 전자를 경험할 수 있는 두 개의 서로 다른 필드가 있습니다. 우리는 분광학에서 단일 분자를 다루지 않는다는 것을 기억하십시오. 우리는 엄청난 수의 분자를 다루고 있습니다. 분자 중 일부는 한 가지 상황에있을 것입니다. 분자 중 일부는 다른 상황에있을 것입니다. 우리는 두 가지 상황을 모두 볼 것입니다. 2 개의 다른 자기장 힘에 흡광도가 있을 것입니다.2018 년 10 월 15 일~2018 년 10 월 15 일이 스펙트럼은 두 개의 피크를 보여줍니다.이 스펙트럼은 두 개의 피크를 보여줍니다.이 스펙트럼은 두 개의 피크를 보여줍니다.이 스펙트럼의 피크는 이중 흡광도 때문에 이중선이라고합니다. 이 피크의 특성을 다중성이라고합니다. 피크는 몇 줄로 나뉘나요? 두. 그것은 이중입니다.근처에 두 개의 양성자가 있다면 상황이 훨씬 더 흥미 롭습니다. 이 경우 이웃 양성자 모두 스핀이 있습니다. 스핀은+1/2 또는 -1/2 의 값을 가질 수 있습니다. 어쩌면 둘 다+1/2 일 수도 있습니다. 둘 다 -1/2 일 수도 있습니다. 어쩌면 각 중 하나가있을 수 있습니다. 이 세 가지 가능한 조합은 전자가 경험하는 자기장에 세 가지 다른 영향을 미칩니다.2018 년 10 월 15 일~2018 년 10 월 15 일그 결과 스펙트럼에 세 개의 피크가 있습니다. 이 스펙트럼을 삼중 항이라고합니다. 이 삼중 항은 이웃 수소의 스핀 조합을 보여주는 다이어그램 아래에 아래에 나와 있습니다.2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일수소는 혼합 조합에서 위 또는 아래에있을 수 있기 때문에 중간 상태에 도달하는 두 가지 방법이 있습니다. 그 조합을 얻는 방법은 하나 뿐이기 때문에 그 조합은 다른 두 개보다 두 배 더 높습니다. 두 수소 모두 다른 수소에 있습니다. 그 결과,삼중 항에서 중간 피크는 가장자리의 피크보다 두 배 더 큽니다.

운동\(\PageIndex{1}\)

는,세 가지 주변 수소,중주는 것,그 결과는 비율의 봉우리가 1:3:3:1 이다.벤젠 라디칼 음이온을 얻기 위해 벤젠이 하나의 전자에 의해 감소되었다고 가정합니다. 에프에르 스펙트럼의 다중성은 무엇일까요?이 질문에 대한 답변은 다음과 같습니다.1:3:5:7:5:3:1 비율).수소 이외의 많은 핵은 순 스핀을 갖는다. 만약 짝이 없는 전자가 금속에서 발견된다면,그 구조 정보의 확인을 제공할 수 있다. 이 확인은 자기장 정보(나노 미터에서 화학적 변화와 유사)와 다중성 모두에서 올 수 있습니다.선택된 금속의 핵 스핀이 아래에 나와 있습니다.2018 년 10 월 15 일(토)~2018 년 11 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 12 월 15 일(토)~2018 년 2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 12 월 1 일,2018 년 이러한 금속들 각각에서,핵은 다른 가능한 자기장을 갖는다. 그 효과는 수소 원자의 효과보다 약간 더 복잡합니다. 예를 들어,스핀 3/2 를 가진 구리는 근처의 일렉트로 엠 에피 르 스펙트럼에 미치는 영향 측면에서 세 가지 다른 수소 핵(각각 스핀+/-1/2)과 약간 유사합니다. 구리 이온에 짝이 없는 전자의 다중성은 매우 특유해야 한다.

운동\(\PageIndex{4}\)

예측의 다양성에서 피크 EPR 스펙트럼을 위한 짝이 없는 전자서 다음의 각 금속:

a)바나듐 b)망간 c)철 d)코발트 e)구리

답변)

a)옥텟(에 1:3:5:7:7:5:3:1 비율)

대답 b)

b)육중(1:3:5:5:3:같은 원소의 다른 동위 원소가 다른 가능한 스핀 값을 가질 수 있기 때문에 때로는 상황이 더 복잡합니다. 사실,그것은 수소와 탄소의 경우 사실이지만,대부분의 수소는 1 시간으로 발견되므로 일반적으로 우리는 스핀=1/2 을 갖는 것으로 생각할 수 있습니다.철의 자연 동위 원소,그들의 핵 스핀,아래 표에 나와 있습니다.

Isotope Spin % Abundance
54Fe 0 5.9
56Fe 0 91.8
57Fe 1/2 2.1
58Fe 0 0.2

The EPR spectrum of an unpaired electron on iron may be slightly more complicated than we first thought. 샘플 내에서 전자 중 일부는 스핀=1/2 로 철 이온에 위치하지만 대부분은 그렇지 않습니다. 이 합병증은 스펙트럼의 외관에 약간의 변화를 도입하기에 충분할 수 있지만 전반적으로 여전히 일중항처럼 보일 것입니다.그러나 많은 경우 상황이 훨씬 더 복잡해집니다. 몰리브덴은 좋은 예를 제공합니다.

동위 원소 스핀 % 풍부
92Mo 0 14.8
94Mo 0 9.3
95Mo 5/2 15.9
96Mo 0 16.7
97Mo 5/2 9.6
98Mo 0 24.1
100Mo 0

일곱 자연적으로 발생하는 동위 원소의 몰리브덴. 그 중 5 개는 스핀=0 을 가지므로 동위 원소의 짝없는 전자는 에피 르 스펙트럼에서 단순한 일중 항을 생성합니다. 다른 두 동위 원소,포함 25%전체의,이 회전=5/2. 몰리브덴에 대부분의 짝 전자는 일중항로 표시됩니다. 그러나 중요한 부분은 육분수로 표시됩니다. 즉,이상적인 경우,몰리브덴의 짝을 이루지 않은 전자는 그 위에 겹쳐진 육분의 일(단일체만큼 강한 약 1/4)이있는 일중자를 생성합니다.이 상황은 아래 그림과 같이 보일 수 있습니다.2018 년 10 월 15 일(토)~2018 년 10 월 15 일(일)실제로,이 스펙트럼은 많은 경우에 엄청나게 복잡합니다. 그들은 종종 퍼지 얼룩처럼 보입니다. 그것은 눈으로 해독하는 것은 거의 불가능하게 너무 많은 다른 것들에 결합 너무 많은 것들이 있습니다. 대부분의 경우 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하고 실험 데이터를 컴퓨터 시뮬레이션과 비교하여 구조적 통찰력을 얻습니다.바나듐은 일부 니트로게나제에 존재하므로 모델 복합체에 대한 관심이 있었다(예:산드로 감바로타 외,제이암. 화학. 사회. 1994, 116, 6927-6928). 감바로타는 다음과 같은 합성을 사용하였다.:반응 생성물의 구조를 그린다.반응 생성물의 구조를 그린다.이 반응 생성물의 구조를 그린다.이 복합체에 대한 궤도 분할 다이어그램을 그립니다.이 화합물에 대해 에피 르 스펙트럼이 기록되었다. 스펙트럼을 스케치,바나듐 핵이 주어진 회전 나는=7/2.이 화합물에 대한 추정치는 다음과 같습니다.이 화합물은 엔 2 와 반응하여 엔 2-브리지 이량 체를 형성한다.이 제품의 구조를 그립니다.이 화합물들은 이펙트 스펙트럼을 생성하지 않는다. 의 공명 구조를 제공(이자형)즉,이 관찰을 설명.이 질문에 대한 답변은 다음과 같습니다.이 응용 프로그램은 가상 상상/슬랩 대쉬 화학 작품의 예의를 제공했다.2018 년 11 월 1 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일,2018 년 12 월 15 일

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