电子自旋共振

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电子自旋共振 electron spin resonance

因为电子有1/2的自旋,所以在外加磁场下能级二分。当外加具有与此能量差相等的频率电磁波时,便会引起能级间的跃迁。此现象称为电子自旋共振。缩写为ESR。对相伴而产生的电磁波吸收称ESR吸收。产生ESR的条件为νo(MHz)=1.4·g·Ho(高斯)。式中νo为电磁波的频率,Ho为外部磁场强度,g为g因子(g factor)或g值。一个分子中有多数电子,一般说每二个其自旋反相,因此互相抵消,净自旋常为0。但自由基有奇数的电子,存在着不成对的电子(其无与之相消的电子自旋)。也有的分子虽然具有偶数的电子,但二个电子自旋同向,净自旋为一(例如氧分子)。原子和离子也有具有净自旋的,Cu2+、Fe3+、和Mn2+等常磁性离子即是。这些原子和分子为ESR研究的对象。由于电子自旋与原子核的自旋相互作用,ESR可具有几条线的结构,将此称为超微结构(hyperfine stru-cture)。g因子及超微结构都有助于了解原子和分子的电子详细状态。也可鉴定自由基。另外,从ESR吸收的强度可进行自由基等的定量。因为电子自旋的缓和依赖于原子及分子的旋转运动,所以通过对ESR的线宽测定,可以了解原子及分子的动的状态。

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