Branduolio magnetinio rezonanso spektroskopija. Pagrindiniai principai

Branduolio magnetinio rezonanso spektroskopija yra galingas ir kartu teoriškai sudėtingas medžiagotyros metodas. Šiame dokumente apžvelgsime pagrindinius principus, nesigilindami į eksperimento techniką. Turėsime omeny, jog naudodami BMR, dirbsime su atomų branduoliais, ne elektronais. Pagal šiuo metodu gautą informaciją nustatysime tam tikrų branduolių chemines savybes.
1. Jei neutronų skaičius ir protonų skaičius abu yra lyginiai, branduolys sukinio neturi.
2. Jei neutronų skaičiaus ir protonų skaičiaus suma yra nelyginė, branduolys turi sveikų antrųjų sukinį (pvz. , , ).
3. Jei ir neutronų, ir protonų skaičiai yra abu nelyginiai, branduolys turi sveikąjį sukinį (pvz. 1, 2, 3).
Bendras sukinio kiekis, I, yra svarbus. Kvantinė mechanika leidžia nustatyti, jog branduolys su sukinio kiekiu I turės 2I + 1 galimų padėčių. Pavyzdžiui, branduolys su sukiniu ½ turės 2 galimas padėtis. Jei nėra išorinio magnetinio lauko, abi šios padėtys turės identišką energiją. Tačiau paveikus magnetiniu lauku, energijos lygmenys išsiskiria. Kiekvienas lygmuo turi savo magnetinį kvantinį skaičių, m.
Energijos lygmenys branduoliui su sukiniu ½
Kai branduolys yra magnetiniame lauke, pradinis energijos lygmenų pasiskirstymas yra apsprendžiamas termodinamikos, pagal Bolcmano pasiskirstymą. Tai labai svarbu, iš to išplaukia, kad žemesniuose energijos lygmenyse bus šiek tiek daugiau atomų branduolių, nei aukštesniuose. Be to, įmanoma sužadinti šiuos branduolius į aukštesnį lygmenį elektromagnetine spinduliuote. Reikalingos spinduliuotės dažnis yra randamas pagal energetinį skirtumą tarp energijos lygmenų.
Poslinkio energijos radimas
Branduolys turi teigiamą krūvį, be to, jis sukasi. Tai sukuria mažytį magnetinį lauką. Todėl branduolys turi magnetinį momentą, μ, kuris yra proporcingas sukinio kiekiui I.
Čia γ – fundamentali branduolio konstanta, vadinama branduolio magnetinio sukinio santykiu, ji skirtinga kiekvienam branduoliui.
h – Planko konstanta.
Tada atitinkamo lygmens energija:
Čia B – magnetinio lauko stiprumas branduolyje.
Taigi skirtumas tarp lygmenų energijų gali būti rastas taip:
Iš formulės matome, jog, didėjant B, didėja ir ΔE. Taip pat matome, jog, jei branduolys turi santykinai didelę konstantą γ, tai ir ΔE atitinkamai yra nemažas.
Spinduliuotės sugertis branduolyje, esančiame magnetiniame lauke
Šiame skyrelyje nagrinėsime branduolio elgesį iš...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!