文档介绍：电子顺磁共振实验报告一、;;、掌握电子顺磁共振谱仪的调节与使用;-OH的EPR信号。二、(电子自旋共振)电子自旋共振(ElectronSpinResonance,ESR)或电子顺磁共振(icResonance,EPR),是指在稳恒磁场作用下,含有未成对电子的原子、离子或分子的顺磁性物质,对微波发生的共振吸收。1944年,苏联物理学家扎沃伊斯基(Zavoisky)首次从CuCl2、MnCl2等顺磁性盐类发现。电子自旋共振(顺磁共振)研究主要对象是化学自由基、过渡金属离子和稀土离子及其化合物、固体中的杂质缺陷等,通过对这类顺磁物质电子自旋共振波谱的观测(测量因子、线宽、弛豫时间、超精细结构参数等),可了解这些物质中未成对电子状态及所处环境的信息,因而它是探索物质微观结构和运动状态的重要工具。由于这种方法不改变或破坏被研究对象本身的性质,因而对寿命短、化学活性高又很不稳定的自由基或三重态分子显得特别有用。近年来,一种新的高时间分辨ESR技术,被用来研究激光光解所产生的瞬态顺磁物质(光解自由基)的电子自旋极化机制,以获得分子激发态和自由基反应动力学信息,成为光物理与光化学研究中了解光与分子相互作的一种重要手段。电子自旋共振技术的这种独特作用,已经在物理学、化学、生物学、医学、考古等领域得到了广泛的应用。,从电子自旋磁矩与物质中其它部分的相互作用导致EPR谱的变化来研究物质结构的,所以只有具有电子自旋未完全配对,电子壳层只被部分填充(即分子轨道中有单个排列的电子或几个平行排列的电子)的物质,才适合作EPR的研究。不成对电子有自旋运动,自旋运动产生自旋磁矩,外加磁场后,自旋磁矩将平行或反平行磁场方向排列。经典电磁学可知,将磁矩为μ的小磁体放在外磁场H中,它们的相互作用能为:E=-μ·H=-μHcosθ这里θ为μ与H之间的夹角,当θ=0时,E=-μH,能量最低,体系最稳定。θ=π时,E=μH,能量最高。如果体系从低能量状态改变到高能量状态,需要外界提供能量;反之,如果体系由高能量状态改变为低能量状态,体系则向外释放能量。根据量子力学,电子的自旋运动和相应的磁矩为:μs=-gβS其中S是自旋算符,它在磁场方向的投影记为MS,MS称为磁量子数,对自由电子的MS只可能取两个值,MS=±1/2,因此,自由电子在磁场中有两个不同的能量状态,相应的能量是:E±=±(1/2)geβH记为:Eα=+(1/2)geβHEβ=-(1/2)geβH式中Eα代表自旋磁矩反平行外磁场方向排列,能量最高;Eβ代表平行外磁场方向排列,能量最低。但当H=0时,Eα=Eβ,相应的Ms=±1/2的两种自旋状态具有相同的能量。当H≠0时,能级分裂为二,这种分裂称为Zemman分裂。它们的能级差为:△Ee=geβH若在垂直稳恒磁场方向加一频率为υ的电磁辐射场,且满足条件:hυ=gβH式中,h—为Planck常数,β—为Bohr磁子,g—朗德因子;则处在低能态的电子将吸收电磁辐射能量而跃入高能量状态,即发生受激跃迁,这就是EPR现象。因而,hυ=gβH称为实现EPR所应满足的共振条件。=ge=,实际情况下g=hn/mB(H0+H’)