English

Одномерные спектры ЯКР

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.

 

291

 

Добавить комментарий