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adf:epr [2016/04/12 20:35] – [EPR检测的物理量的含义] liu.jun | adf:epr [2016/04/20 20:09] (当前版本) – liu.jun | ||
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**EPR是用来研究具有未成对电子的特殊化合物**,例如自由基、过渡金属离子、某些配合物,双基和多基(含有两个或两个以上未配对电子,并且两个电子相距甚远,它们之间的相互作用很弱)也是: | **EPR是用来研究具有未成对电子的特殊化合物**,例如自由基、过渡金属离子、某些配合物,双基和多基(含有两个或两个以上未配对电子,并且两个电子相距甚远,它们之间的相互作用很弱)也是: | ||
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三重态的分子(有两个未配对电子,但彼此间有很强的相互作用)例如O< | 三重态的分子(有两个未配对电子,但彼此间有很强的相互作用)例如O< | ||
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**g因子** | **g因子** | ||
- | 如果分子的磁矩不为0,也就是存在没有配对的电子,那么当有电磁波加到这个电子上面的时候,这个电子存在自旋磁矩与磁场的方向相同、相反两种状态,两种状态能量不一样。磁场的强度越大,两种状态的能量差也越大。当电磁波的单个光子能量hv(其中h为普朗克常数,v为电磁波的频率)正好等于这个能量差的时候,就会出现共振的情况,EPR谱就会出现共振峰。 | + | 如果分子的磁矩不为0,也就是存在没有配对的电子,那么当有电磁波加到这个电子上面的时候,这个电子存在自旋磁矩与磁场的方向相同、相反两种状态,两种状态能量不一样。磁场的强度越大,两种状态的能量差也越大。当电磁波的单个光子能量hγ(其中h为普朗克常数,γ为电磁波的频率)正好等于这个能量差的时候,就会出现共振的情况,EPR谱就会出现共振峰。 |
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即: | 即: | ||
- | hv=gβH, | + | //△E=hγ=gβH//, |
因此, | 因此, | ||
- | g=hv/βH | + | //g=hγ/βH// |
- | 其中g称作g因子(或者g-tensor、g张量),β为波尔磁子,H为磁场的强度 | + | 其中//g//称作//g//因子(或者//g//-tensor、g张量),β为波尔磁子是一个常量,//H//为磁场的强度。当磁场的频率和强度满足上述关系的时候,就会发生共振,从而产生强的吸收峰。 |
因此,在理上要满足共振条件,有两种方法,对应的EPR检测也就有两种方法: | 因此,在理上要满足共振条件,有两种方法,对应的EPR检测也就有两种方法: | ||
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- 固定场强改变频率,即:扫频法。 | - 固定场强改变频率,即:扫频法。 | ||
- | 对于自由电子而言,g=2.0023,在不同的分子、材料里面,g因子有所不同,这就是EPR能检测到的重要物理量之一。 | + | 对于自由电子而言,//g//=2.0023,在不同的分子、材料里面,g因子有所不同,这就是EPR能检测到的重要物理量之一。 |
- | 对于大多数分子,表现为各向异性,从而使 g 因子也是各向异性,则 g 因子的大小与自旋体系相对于外磁场的方向有关。g 因子的各向异性通常用一个二级张量形式来描述。 | + | 对于大多数分子,表现为各向异性,从而使// g// 因子也是各向异性,则 g 因子的大小与自旋体系相对于外磁场的方向有关。//g// 因子的各向异性通常用一个二级张量形式来描述。 |
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- | 由于分子的对称性,往往存在一个主轴系,如果把 x, y, z 坐标旋转到主轴系中,则 | + | 由于分子的对称性,往往存在一个主轴系,如果把 x, y, z 坐标旋转到主轴系中,则 |
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g张量可以通过ADF软件计算直接地得到,具体参考[[adf: | g张量可以通过ADF软件计算直接地得到,具体参考[[adf: | ||
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+ | 因为基于Slater基组DFT理论计算得到的电子密度与高精度从头算方法计算得到的电子密度,几乎完全一致,近似为CCSD的精度。对于EPR而言,Gaussian基组精度显著低于Slater基组。 |