EPR

Report
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/Pjml/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 mlms, то mjms 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.

similar documents