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電子順磁共振波譜儀(下)：波譜信息解讀

來源：本站時間：2020-08-06 21:58:48 瀏覽：9977次

電子順磁共振波譜儀(下)：波譜信息解讀

作者：Green dinosaur

1 引言

電子順磁共振(EPR)技術是一種針對順磁物體的表征技術，通過對未成對電子的表征，廣泛用于研究過渡金屬離子、自由基、生物大分子等材料的結(jié)構與功能。在對EPR測試技術的發(fā)展歷史及原理有了一定的了解后(詳見“電子順磁共振技術（上）：儀器原理與應用”)，筆者將在本文中帶領各位深入學習解讀與探索EPR圖譜中的隱藏信息。

2 EPR技術的關鍵問題

在“儀器原理與應用”章節(jié)中我們已經(jīng)對EPR光譜的信號測量原理有了基礎的了解。下面，我們可以通過對幾個關鍵問題的探討作簡單回顧：

關鍵問題一：為什么EPR研究的對象必須具有未成對電子？

核外電子運動分為軌道運動和自旋運動，其中，軌道運動產(chǎn)生軌道角動量，形成軌道磁矩；自旋運動產(chǎn)生自旋角動量，形成自旋磁矩，這兩種磁矩組成在一起統(tǒng)稱為分子磁矩。

根據(jù)泡利不相容原理，每個分子軌道上都以相反的方向排列著兩個電子，因此已成對電子的自旋運動產(chǎn)生的自旋磁矩會相互抵消，只有存在未成對電子的物質(zhì)才能在外磁場中產(chǎn)生自旋磁矩，呈現(xiàn)順磁性。

大多數(shù)情況下，軌道磁矩的貢獻很小，因此分子的磁矩主要來自自旋磁矩的貢獻(>99%)。這也是電子順磁共振技術(EPR)同時也被稱為電子自旋共振技術(ESR)的原因。

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