Ядерный квадрупольный резонанс можно наблюдать от ядер, имеющих квадрупольный момент I > ½. Такие ядра уже не обладают сферической симметрией, поэтому распределение плотности заряда в таких ядрах следует описывать с помощью мультипольных моментов разного ранга. Отклонение формы атомных ядер от сферической обычно невелико и квадрупольные моменты имеют порядок величины -1,5 x 10-24 ÷ 6.0 x 10-24 см2.
Частота ЯКР определяется внутренними электрическими полями и лежит в диапазоне 100 кГц – 10 ГГц. В зависимости от химического строения одно и тоже ядро резонирует на абсолютно различных частотах. Так для ковалентных связей хлора частоты попадают в основном в диапазон 30 МГц- 40 МГц (табл.1). У неорганических соединений хлора частотный диапазон составляет 70,7 (FС1) ÷ 2,37 (FеС12).
|
Соединение |
Частота, МГц |
|
N-Cl |
44-56 |
|
S-Cl |
30-40 |
|
CCl |
32-35 |
|
Si-Cl |
15-20 |
| Табл.1. Интервалы частот ЯКР 35Сl для некоторых типов связей |
Используя метод ЯКР, получены сведения о большом числе ядер: 35Cl, 37Cl, 79Br, 81Br, 127I, 121Sb , 123Sb, 75As, 63Сu, 65Сu, 14Ν , 10Β, 11Β и т. д. Можно сказать, что ЯКР является идентифицирующим методом, так как каждому соединению соответствует свой уникальный спектр исследуемого ядра.
Определение константы квадрупольного взаимодействия eQqzz и параметра асимметрии η тензора ГЭП является основной экспериментальной задачей ЯКР, эти параметры содержат структурную информацию о локальном электронном окружении ядра, определяют характер химической связи и однозначно описывают тензор ГЭП в области расположения исследуемого ядра.
ЯКР один из чувствительных методов, позволяющих исследовать:
- Симметрию и структуру кристаллов, фазовые переходы
- Распределение электронной плотности в окрестности исследуемого ядра
- Выяснения неэквивалентности положения резонирующих ядер в кристаллической решетке
- Определение квадрупольных моментов ядер
- Исследование структурных дефектов и явления упорядочения
- Характер химической связи
- Подвижность отдельных групп атомов
Однако, метод ЯКР имеет ряд аппаратных трудностей:
— чувствительность оборудования
— количество исследуемого вещества
— частотный диапазон
Наблюдать сигнал ЯКР на низких частотах сложно, так как присутствует низкое отношение сигнала к шуму. Вторым ограничением может явиться низкая концентрация квадрупольных ядер в изучаемом соединении.
В настоящее время рабочий диапазон метода ЯКР составляет 27 МГц-120 МГц. Исследуемое вещество помещается в стеклянную ампулу в виде порошка весом не менее 0,5 г.
Сигнал ЯКР 35Cl хлората калия после воздействия π/2 импульса длительностью 8 мкс при комнатной температуре на частоте 28.1 МГц.
Добавить комментарий
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.