- •2007 Оглавление
- •Exafs-спектроскопия – новый метод структурных исследований
- •Методы экспериментального исследования
- •Экспериментальные исследования и приложения exafs-спектроскопии
- •Сопоставление теории и эксперимента.
- •ПриложенияExafSк исследованиям атомной структуры
- •1.2.2.1. Бездефектные кристаллы (суперионные проводники, соединения с переменной валентностью)
- •1.2.2.2. Биоорганические молекулы
- •1.2.2.3. Спиновые стекла.
- •1.2.2.4. Твердые растворы.
- •1.2.2.5. Исследование структуры поверхностных слоев
- •1.2.2.6. Аморфные системы
- •1.2.2.7. Интеркалированные соединения
- •1.2.2.8. Катализаторы
- •Электронный парамагнитный резонанс
- •Переходные группы
- •Условия резонанса
- •Парамагнитный резонанс и спектроскопия
- •Основные характеристики спектров эпр
- •Спектрометры эпр
- •Основные типы спектрометров для исследования электронного резонанса
- •Применение эпр
- •Эпр в сильных магнитных полях
- •Эпр в облученных не щелочно-галоидных кристаллах
- •Облученные алмаз и кварц
- •Органические вещества.
- •Пластические массы.
- •Эпр в высокотемпературных углях
- •Комбинационное рассеяние света
- •Масс-спектроскопия
- •Основы метода
- •Изотопный анализ
- •Идентификация и установление структуры многоатомных органических соединении
- •Анализ химического состава смесей
- •Исследование элементарных процессов
- •Элементный анализ
- •Термодинамические исследования
- •Масс-спектрометры
- •Масс-анализаторы
- •Ионные источники
- •Регистрация ионных токов
- •Γ–Резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра)
- •Испускание и поглощение γ-квантов свободными ядрами
- •Эффект Мессбауэра
- •Мессбауэровская гамма-спектроскопия
- •Сверхтонкая структура мессбауэровского спектра
- •Изомерный сдвиг
- •Магнитная сверхтонкая структура
- •Квадрупольное взаимодействие
- •Атомно-силовая микроскопия
- •Физические основы работы атомно-силового микроскопа
- •Технология изготовления зондовых датчиков атомно-силовых микроскопов
- •Контактная атомно-силовая микроскопия
- •Спектроскопия магнитного резонанса
- •Общая теория ядерного магнитного резонанса
- •Классическое описание условий магнитного резонанса
- •Квантово-механическое рассмотрение условий резонанса
- •Эксперимент Штерна–Герлаха
- •Спин–решеточная релаксация
- •Спин–спиновая релаксация
- •Природа магнитной релаксации
- •Типы методов ядерного магнитного резонанса
- •Спектроскопия ямр высокого разрешения
- •7.2.1.1. Химический сдвиг
- •7.2.1.2. Спин-спиновое взаимодействие
- •Методы спинового эха
- •Спектрометры ядерного магнитного резонанса
Переходные группы
Парамагнетизм наблюдается в тех случаях, когда система зарядов имеет отличный от нуля результирующий момент количества движения. Если этот момент создан электронами, то говорят об электронном парамагнетизме. Электронный парамагнетизм существует:
у всех атомов с нечетным числом электронов, например у атомов азота или водорода;
у ионов, имеющих частично заполненные внутренние электронные оболочки, например у ионов элементов переходных групп;
у молекул с нечетным числом электронов, таких, как NO;
у небольшого числа молекул с четным числом электронов, обладающих отличным от нуля результирующим моментом количества движения, таких, как О2;
у свободных радикалов, например у СН3 . такие радикалы являются химическими соединениями с неспаренными электронами. Они могут быть образованы, в частности, при действии ядерного излучения на растворы и твердые тела;
у центров окраски, которые представляют собой главным образом электроны или дырки, задержанные в различных местах кристаллической решетки;
у металлов и полупроводников из-за наличия в них свободных электронов.
Во всех перечисленных случаях могут наблюдаться переходы между зеемановскими подуровнями во внешнем магнитном поле. Вещества, содержащие ионы различных переходных групп, являются парамагнитными веществами.
Полное описание парамагнитных веществ должно включать в себя данные по парамагнитному резонансу, оптическим спектрам поглощения, поведению магнитной восприимчивости и теплоемкости при низких температурах, по парамагнитной релаксации и фадеевскому вращению. Все эти данные взаимно дополняют друг друга. В тех случаях, когда парамагнитный резонанс может быть исследован, он дает наиболее прямые и точные сведения об основном состоянии парамагнитных ионов и о влиянии кристаллического окружения на их энергетические уровни. Точность, с которой можно измерить парамагнитный резонансный спектр, позволяет найти значения важных параметров, характеризующих «внутрикристаллическое поле». Это помогает в свою очередь расшифровать тонкую структуру оптических спектров поглощения в твердых телах.
Электронные конфигурации переходных групп.
Группа железа |
Группа палладия | ||||
Атомный номер |
элемент |
Основное состояние |
Атомный номер |
элемент |
Основное состояние |
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
|
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn |
(Ar) 3d4 34 34 34 34 34 34 33 34 34 |
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 |
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd |
(Kr) 4d5 45 45 45 45 45 45 4 45 45
|
Группа редких земель |
Группа платины | ||||
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 |
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb |
(Xe) 5d6 456 46 46 46 46 46 456 456 456
46 46 |
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 |
Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg |
(La) 5d6 56 56 56 56 56 56 56 56 56
|
Группа актинидов |
| ||||
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
As Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf E Fm |
(Rn) 67 67 67 56d 7
57 57
|
|