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图4.7.2洛伦兹与高斯吸收线型的比较 两者主要的区别是 Lorentz线型比 Gauss线型有较长拖尾现象。 Lorentz线型通常意味 着所有自由基共振于同一磁场(均匀加宽) Gauss型是体系中各顺磁粒子共振于稍略不同磁 场的结果。稀溶液顺磁体系的线型是 Lorentz线型,而许多 Lorentz线型谱线的迭加结果就 趋于 Gauss线型。实际情况往往是处于中间状态。两类线型的解析形式如下: (4.7.6) 1+bX2 Gaus型Y=ae-b (4.7.7) 3.g因子 式(47.5)的ESR共振条件hv=8HBB0h仅仅适合自由电子。对于实际体系的分子中 的分子磁矩除了电子磁矩外还要考虑到轨道磁矩的贡献。实际上各种顺磁物质的g因子并不 都等于自由电子的g,利用(475)式,当波谱仪采用扫场法时,固定微波频率v,则成立 gugB/h (4.7.8) 对于不等于g的新定义的g因子,ESR共振需要的实际磁场强度不是B而是B,所以从分子实 际发生共振吸收时的磁场强度B=Bn+B’可得到该分子的g因子。(478)式是更通用的电子自 旋共振条件。其中B′是分子内部各种磁性粒子所产生的局部磁场,该局部磁场B′由分子结 构确定。因此g因子在本质上反映了分子内局部磁场的特性,所以说它是能够提供分子结构 信息的一个重要参数 g因子反映了分子内部的结构特征(即与自旋角动量、轨道角动量以及它们的相互作用 的结构有关,例如N化合物中N信号的g因子值依赖于N周围的配位场,NiBn2是227 NiSO47H2O是2.20,N(NH2bBr2是2.18,[N(H2ObP是2.25等,因此ESR中的g因子与NMR 中的化学位移δ在反映结构特征方面有其相似之处。表47列出了一些典型顺磁物质的g因 子值。对于自由电子,它只具有自旋角动量而无轨道角动量,或者说它的轨道角动量已经完 全猝灭了,所以其g因子的值g=20023。对于大部分自由基而言,其g值都十分接近g值, 因它们自旋的贡献占99%以上。但是大多数过渡金属离子及其化合物的g值就偏离g=值 g值偏离gε的原因主要是其轨道角动量对电子磁矩的贡献不等于零。所以,g因子是能够 反映磁性分子中电子自旋和轨道运动之间相互作用,即自旋角动量和轨道角动量贡献大小的 结构信息的重要参数图 4.7.2 洛伦兹与高斯吸收线型的比较 两者主要的区别是 Lorentz 线型比 Gauss 线型有较长拖尾现象。Lorentz 线型通常意味 着所有自由基共振于同一磁场(均匀加宽)。Gauss 型是体系中各顺磁粒子共振于稍略不同磁 场的结果。稀溶液顺磁体系的线型是 Lorentz 线型,而许多 Lorentz 线型谱线的迭加结果就 趋于Gauss 线型。实际情况往往是处于中间状态。两类线型的解析形式如下: Lorentz型 Y = 2 1 bX a + (4.7.6) Gauss 型 Y = 2 bX ae − (4.7.7) 3. g 因子 式(4.7.5)的ESR共振条件 h = ge B B0 / h 仅仅适合自由电子。对于实际体系的分子中 的分子磁矩除了电子磁矩外还要考虑到轨道磁矩的贡献。实际上各种顺磁物质的g 因子并不 都等于自由电子的ge,利用(4.7.5)式,当波谱仪采用扫场法时,固定微波频率,则成立  = g B B/ h (4.7.8) 对于不等于ge 的新定义的g 因子,ESR共振需要的实际磁场强度不是B0而是B,所以从分子实 际发生共振吸收时的磁场强度B=B0+B,可得到该分子的g 因子。(4.7.8)式是更通用的电子自 旋共振条件。其中 B 是分子内部各种磁性粒子所产生的局部磁场,该局部磁场B 由分子结 构确定。因此 g 因子在本质上反映了分子内局部磁场的特性,所以说它是能够提供分子结构 信息的一个重要参数。 g 因子反映了分子内部的结构特征(即与自旋角动量、轨道角动量以及它们的相互作用 的结构有关),例如Ni2+化合物中Ni2+信号的g 因子值依赖于Ni2+周围的配位场,NiBr2是2.27, NiSO47H2O是2.20,Ni(NH3)6Br2是2.18,[Ni(H2O)6] 2+是2.25等,因此ESR中的g 因子与NMR 中的化学位移在反映结构特征方面有其相似之处。表 4.7.1列出了一些典型顺磁物质的g 因 子值。对于自由电子,它只具有自旋角动量而无轨道角动量,或者说它的轨道角动量已经完 全猝灭了,所以其 g 因子的值 ge= 2.0023。对于大部分自由基而言,其 g 值都十分接近ge 值, 因它们自旋的贡献占 99% 以上。但是大多数过渡金属离子及其化合物的 g 值就偏离 ge 值。 g 值偏离 ge 的原因主要是其轨道角动量对电子磁矩的贡献不等于零。所以,g 因子是能够 反映磁性分子中电子自旋和轨道运动之间相互作用,即自旋角动量和轨道角动量贡献大小的 结构信息的重要参数
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