158

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физический факультет

КУПРИЯНОВ Михаил Федотович

Раздел учебника

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА ВЕЩЕСТВ

(Недифракционные методы)

Ростов-на-Дону

2007 Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ 2

1. EXAFS-спектроскопия – новый метод структурных исследований 4

1.1. Методы экспериментального исследования 7

1.2. Экспериментальные исследования и приложения EXAFS-спектроскопии 10

1.2.1. Сопоставление теории и эксперимента. 10

1.2.2. Приложения EXAFS к исследованиям атомной структуры 11

1.2.2.1. Бездефектные кристаллы (суперионные проводники, соединения с переменной валентностью) 11

1.2.2.2. Биоорганические молекулы 13

1.2.2.3. Спиновые стекла. 13

1.2.2.4. Твердые растворы. 14

1.2.2.5. Исследование структуры поверхностных слоев 16

1.2.2.6. Аморфные системы 17

1.2.2.7. Интеркалированные соединения 17

1.2.2.8. Катализаторы 18

2. Электронный парамагнитный резонанс 19

2.1. Переходные группы 20

2.2. Условия резонанса 24

2.3. Парамагнитный резонанс и спектроскопия 26

2.4. Основные характеристики спектров ЭПР 28

1.5. Спектрометры ЭПР 32

1.6. Основные типы спектрометров для исследования электронного резонанса 34

1.7. Применение ЭПР 36

2.8. ЭПР в сильных магнитных полях 37

2.9. ЭПР в облученных не щелочно-галоидных кристаллах 38

1.7.1. Облученные алмаз и кварц 38

2.9.2. Органические вещества. 40

2.9.3. Пластические массы. 40

2.10. ЭПР в высокотемпературных углях 40

3. Комбинационное рассеяние света 42

4. Масс-спектроскопия 54

4.1. Основы метода 57

4.1.1. Изотопный анализ 57

4.1.2. Идентификация и установление структуры многоатомных органических соединении 58

4.1.3. Анализ химического состава смесей 60

4.1.4. Исследование элементарных процессов 61

4.1.5. Элементный анализ 62

4.1.6. Термодинамические исследования 63

4.2. Масс-спектрометры 64

4.2.1. Масс-анализаторы 67

4.2.2. Ионные источники 71

4.2.3. Регистрация ионных токов 72

5. γ–Резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра) 74

5.1. Испускание и поглощение γ-квантов свободными ядрами 76

5.2. Эффект Мессбауэра 79

5.3. Мессбауэровская гамма-спектроскопия 81

5.4. Сверхтонкая структура мессбауэровского спектра 90

5.5. Изомерный сдвиг 90

5.6. Магнитная сверхтонкая структура 93

5.7. Квадрупольное взаимодействие 99

6. Атомно-силовая микроскопия 101

6.1. Физические основы работы атомно-силового микроскопа 101

6.2. Технология изготовления зондовых датчиков атомно-силовых микроскопов 113

6.3. Контактная атомно-силовая микроскопия 115

7. Спектроскопия магнитного резонанса 117

7.1. Общая теория ядерного магнитного резонанса 123

7.1.1. Классическое описание условий магнитного резонанса 123

7.1.2. Квантово-механическое рассмотрение условий резонанса 127

7.1.3. Эксперимент Штерна–Герлаха 129

7.1.4. Спин–решеточная релаксация 131

7.1.5. Спин–спиновая релаксация 133

7.1.6. Природа магнитной релаксации 136

7.2. Типы методов ядерного магнитного резонанса 138

7.2.1. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения 138

7.2.1.1. Химический сдвиг 141

7.2.1.2. Спин-спиновое взаимодействие 144

7.2.2. Методы спинового эха 147

7.3. Спектрометры ядерного магнитного резонанса 154