电子顺磁共振（EPR）波谱仪检测原理

<div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; font-size: 18px; line-height: 30px; color: #222222; margin-top: 24px; font-family: arial; background-color: #ffffff;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">电子顺磁共振</strong><strong style="max-width: 100%;">：</strong><span style="max-width: 100%;">电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子，它能进行两种运动；一种是在围绕原子核的轨道上运动，另一种是对通过其中心的轴所作的自旋。由于电子的运动产生力矩，在运动中产生电流和磁矩。在外加恒磁场H中，电子磁矩的作用如同细小的磁棒或磁针，由于电子的自旋量子数为1/2，故电子在外磁场中只有两种取向：一与H平行，对应于低能级，能量为-1/2gβH；一与H逆平行，对应于高能级，能量为+1/2gβH，两能级之间的能量差为gβH。若在垂直于H的方向，加上频率为v的电磁波使恰能满足hv=gβH这一条件时，低能级的电子即吸收电磁波能量而跃迁到高能级，此即所谓电子顺磁共振。</span></span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;">电子顺磁共振（EPR）是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，对自由基而言，轨道磁矩几乎不起作用，总磁矩的绝大部分（99%以上）的贡献来自电子自旋，所以电子顺磁共振亦称“电子自旋共振”（ESR）。</span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">EPR</strong><strong style="max-width: 100%;">波谱仪</strong><strong style="max-width: 100%;">工作原理：</strong><span style="max-width: 100%;">在原子或分子中，如果存在未成对电子，它们会具有自旋，即围绕自身轴线旋转的性质。这些未成对电子的自旋与外部磁场相互作用，在未成对电子的自旋和自旋相互作用下产生一个特定的能级结构。EPR波谱仪利用微波辐射使未成对电子在能级之间跃迁，从而产生共振信号。通过测量这些共振信号的强度和频率，可以推断出未成对电子的数量、自旋状态以及与其相互作用的其他分子或离子。为了进行EPR测试，需要使用EPR波谱仪。</span></span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="max-width: 100%; font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">用途</strong><strong style="max-width: 100%;">：</strong><span style="max-width: 100%;">电子<span style="color: #236fa1;"><a style="color: #236fa1;" title="顺磁共振波谱仪（EPR/ESR）" href="https://www.kexingtest.com/instrument/detail?id=180" target="_blank" rel="noopener">顺磁共振波谱仪EPR</a></span>是一种用于研究物质中未成对电子的技术，是目前唯一能够直接跟踪未配对电子的分析仪器。可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，可以原位、无损地获取电子、轨道和原子核等微观存在，并探索其周围环境的结构特性，从而得到物质的结构、电子状态、分子结构、反应动力学等重要信息。</span></span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><strong style="max-width: 100%;">主要检测对象为</strong></p> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">1.</strong><strong style="max-width: 100%;">自由基</strong><strong style="max-width: 100%;">:</strong><span style="max-width: 100%;">分子中含有一个未成对电子的物质，如二苯苦基肼基(DPPH)，三苯甲基，都有一个未成对电子。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">2.</strong><strong style="max-width: 100%;">双基</strong><strong style="max-width: 100%;">(Biradical)</strong><strong style="max-width: 100%;">或多基</strong><strong style="max-width: 100%;">(Polyradical):</strong><span style="max-width: 100%;">在一个分子中含有两个或两个以上未成对电子的化合物，但它们的未成对电子相距较远，相互作用较弱。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">3.</strong><strong style="max-width: 100%;">三重态分子</strong><strong style="max-width: 100%;">(</strong><strong style="max-width: 100%;">tripletmolecule</strong><strong style="max-width: 100%;">):</strong><span style="max-width: 100%;">这种化合物的分子轨道中含有两个未成对电子，且相距很近，彼此之间有很强的相互作用。如氧分子，它们可以是基态或激发态。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">4.</strong><strong style="max-width: 100%;">过渡金属离子和稀土离子</strong><strong style="max-width: 100%;">:</strong><span style="max-width: 100%;">这类分子在原子轨道中出现未成对电子，如常见的过渡金属离子有Ti3+(3d1)， V3+(3d7)等。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">5.</strong><strong style="max-width: 100%;">固体中的晶格缺陷</strong><span style="max-width: 100%;">，一个或多个电子或空穴陷落在缺陷中或其附近，形成了一个具有单电子的物质，如面心、体心等。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">6.</strong><strong style="max-width: 100%;">具有奇数电子的原子</strong><span style="max-width: 100%;">，如氢、氮、碱金属原子。</span></span></p> </div> <div class="dpu8C _2kCxD " style="max-width: 100%; overflow-x: visible; line-height: 30px; margin-top: 24px;"> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;"><strong style="max-width: 100%;">EPR</strong><strong style="max-width: 100%;">与</strong><strong style="max-width: 100%;">NMR</strong><strong style="max-width: 100%;">的异同</strong></span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;">电子顺磁共振波谱仪（EPR）是研究电子磁矩在外磁场中的电子塞曼分裂及与电磁场相互作用引起的能级间的共振跃迁。共振频率在微波波段，如0.34T(9.5GHz) , 1.25T(35GHz)。</span></p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"> </p> <p style="overflow-y: auto; max-width: 100%; line-height: 30px; margin: 0px !important; padding: 0px !important;"><span style="font-size: 12pt;">NMR是研究核磁矩在外磁场中的核塞曼分裂及与电磁场相互作用引起的能级间的共振跃迁。共振频率在射频波段，如6.97T (300MHz),18.6T(800MHz)。</span></p> </div> </div>