总之,对于一个未成对电子与一个核自旋为I的核相互作用,可以产生2+1条等强 度和等间距的超精细线,相邻两谱线间的距离a称为超精细耦合常数。 2)一个未成对电子与多个磁性核的相互作用 在许多情况下,由于自由基中未成对电子的轨道常常分布到多个原子核,因此必须考虑未 成对电子与几个核同时有相互作用的超精细结构。 [1]含有两个I=1/2的等性核 CH2OH自由基就是一例,其中未成对电子与C上的两个质子等性耦合,1C和60都 无核磁矩(非磁性核),而OH中质子的耦合较弱,在分辨率不高的仪器中无法观察到它的 超精细结构,因此只要考虑与两个质子的相互作用。第一个质子与未成对电子相互作用的 结果,使ms=±2的两个能级进一步分裂成四个能级:同时,第二个质子与已分裂的四个 能级再相互作用,再进一步一分为二,共分裂为八个能级。根据跃迁选律,只有四个允许 跃迁的能量。由于等性的二个质子与未成对电子的作用强弱相等,因此产生的分裂大小也 相等,故中间m=0处有二个相等的能级重合在一起,强度是两侧的二倍,所以产生的三 条线的谱强度为1:2:1。如图476所示。 图47.6含两个等性质子的自由基的能级 CH2自由基含有三个I=12的等性质子,它的EPR谱是1:331的四条谱线,产生超 精细谱线的分析方法与上述类似。 若有n个I=1/2的等性核与未成对电子相互作用,则产生n1条等间距的谱线,其 强度正比于(1+X)n的二项式展开系数 [2]含2个F=1的等性核 若两个氮核与一个未成对电子有等同的作用,由于国N核的=1,m=1,0,-1。当 第一个氮核与未成对电子灬=+12作用分裂成三个能级,在此基础上,第二个氮核进一步 发生分裂,由于作用的强弱与第一个氮核相同,所以有部分能级发生重合,最后产生五个能 级:两个氮核和ms=-1/2的作用与m=+1/2的情况类似,根据跃迁选律,最终产生五条谱线 它们的强度比为123:21。 由上述分析可知,一个未成对电子与n个等性核相互作用,结果能产生2nH1条谱线 超精细谱线以中心线为最强,并以等间距a向两侧对称分布 [3]含有多组不同的核总之，对于一个未成对电子与一个核自旋为Ｉ的核相互作用，可以产生 2I+1 条等强 度和等间距的超精细线，相邻两谱线间的距离 a 称为超精细耦合常数。 2) 一个未成对电子与多个磁性核的相互作用 在许多情况下,由于自由基中未成对电子的轨道常常分布到多个原子核，因此必须考虑未 成对电子与几个核同时有相互作用的超精细结构。 [1] 含有两个Ｉ= 1/2 的等性核 •CH2OH 自由基就是一例，其中未成对电子与C上的两个质子等性耦合，12Ｃ和16Ｏ都 无核磁矩（非磁性核），而OH 中质子的耦合较弱，在分辨率不高的仪器中无法观察到它的 超精细结构，因此只要考虑与两个质子的相互作用。第一个质子与未成对电子相互作用的 结果，使 mS = 1/2 的两个能级进一步分裂成四个能级；同时，第二个质子与已分裂的四个 能级再相互作用，再进一步一分为二，共分裂为八个能级。根据跃迁选律，只有四个允许 跃迁的能量。由于等性的二个质子与未成对电子的作用强弱相等，因此产生的分裂大小也 相等，故中间 mI = 0 处有二个相等的能级重合在一起，强度是两侧的二倍，所以产生的三 条线的谱强度为 121。如图 4.7.6所示。 图4.7.6 含两个等性质子的自由基的能级 CH3 自由基含有三个 I＝1/2的等性质子，它的 EPR 谱是 1:3:3:1的四条谱线，产生超 精细谱线的分析方法与上述类似。 若有ｎ个Ｉ＝ 1/2 的等性核与未成对电子相互作用，则产生 n+1 条等间距的谱线，其 强度正比于（1＋X）n 的二项式展开系数。 [2] 含2个 =1 的等性核 若两个氮核与一个未成对电子有等同的作用，由于 14N 核的  = 1 ，mI = 1 ,0，-1。当 第一个氮核与未成对电子 mS = +1/2 作用分裂成三个能级，在此基础上，第二个氮核进一步 发生分裂，由于作用的强弱与第一个氮核相同，所以有部分能级发生重合，最后产生五个能 级；两个氮核和mS=–1/2的作用与 mS = +1/2的情况类似，根据跃迁选律，最终产生五条谱线， 它们的强度比为1:2:3:2:1。 由上述分析可知，一个未成对电子与ｎ个等性核相互作用，结果能产生 2nI+1 条谱线, 超精细谱线以中心线为最强，并以等间距ａ向两侧对称分布。 [3] 含有多组不同的核