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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 电磁辐射

1.3 频谱谱线数

1.4 谱线宽度

1.5 谱带强度

1.6 自旋跃迁

第一部分 电子自旋共振

第2章 基本理论

2.1 概述

2.2 电子自旋和磁矩

2.3 ESR跃迁

2.4 选择规则

2.5 g因子

2.6 谱表示法

2.7 磁偶极子与微波的相互作用

2.8 拉莫动

2.9 共振现象

2.10 弛豫过程

2.11 跃迁概率

第3章 超精细结构

3.1 核超精细分裂

3.2 含有单个质子的自由基

3.3 自旋哈密顿

3.4 选择规则

3.5 含单组等价质子的自由基

3.6 含有多个等价质子的自由基

3.7 核自旋I=1/2的其他自由基

3.8 核自旋I>2的自由基

3.9 芳香族自由基

3.10 超精细相互作用的原因

3.10.1 偶极相互作用

3.10.2 各向同性超精细相互作用

3.10.3 自旋极化

3.11 σ自由基

3.12 基于HMO理论的谱归属

3.13 交替烃

3.14 超精细分裂常数

3.15 二级分裂

3.16 应用

3.16.1 识别和结构解析

3.16.2 瞬态顺磁性物质的研究

3.16.3 生化应用

3.16.4 分析应用

第4章 ESR实验

4.1 ESR频谱仪

4.1.1 源

4.1.2 采样腔

4.1.3 磁体

4.2 采样过程

4.3 参考频谱

4.3 g值的测定

第5章 频谱特性：线宽和各向异性

5.1 线宽

5.1.1 概述

5.1.2 生存期谱线展宽

5.1.3 非均匀展宽

5.1.4 均匀展宽

……

第二部分 核磁共振

第三部分 核四极矩共振

附录

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第

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章

绪论

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．

1 

引言

处理核自旋和电子自旋需选用特定的波谱方法．它们是：

核磁共振

(NMR)

：

核四极矩共振

(NQR)

：

电子自旋共振

(ESR)

。

这种特殊性选择是由于它们具有共性，且广泛应用于化学领域。本章将对这些方法及其所涉及的技术做简单的介绍，并总结出它们的共同点。

所有电子和某些原子核具有一个特性，称为“自旋”，磁共振频谱分析仪能够检测到它们所产生的频谱。磁共振是为数不多的，可用于获取原子级别的分子结构和动态信息技术之一。磁共振波谱学可提常具体的信息，其他波谱学技术通常只能给出分子级别的信息。磁共振波谱学理论上对电子自旋共振

(ESR)

和核磁共振

(NMR)

均适用，但所涉及磁相互作用的符号和大小存在差异，主要不同之处在于磁矩的大小和用于激励共振的辐射频率。利用

ESR

和

NMR

现象之间的差异，有针对性地设计了许多实验研究。例如，电子自旋通常会引起

NMR

频谱谱线展宽，同时，核自旋会导致

ESR

频谱分裂．这些相互作用提供了分子结构信息。因

NMR

通常不能用于顺磁性物质．所以

ESR

对

NMR

是一种有用的补充，两者均取决于与自旋粒子

(

电子或原子核

)

相关的磁矩。由磁场引起的能级分裂通常称为“塞曼效应”，这是由荷兰物理学家塞曼发现的，因此而得名。依据该理论，

ESR

是研究电子塞曼能级之间的跃迁．而

NMR

是研究原子核塞曼能级之间的跃迁。

ESR

和

NMR

波谱学中一个有趣的方面在于，通过施加不同的磁场可将不同的自旋能级分离开。而在波谱学的其他分支中，对特定系统而言，其能级是不变的。磁共振波谱学的一个特性是需要施加静态磁场。

针对不同的检测系统类型，三种方法均存在一定的局限性。

ESR

受含有未配对电子样品的限制，这些样品主要是

d

和厂区元素的化合物和自由基。

NMR……

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