Química

Teoría y espectroscopia cuántica

Teoría y espectroscopia cuántica



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Estructura hiperfina EPR

La denominada estructura hiperfina del espectro EPR es una especie de huella dactilar de la sustancia paramagnética investigada y permite la determinación experimental de la distribución de electrones en las moléculas y la extensión espacial de los orbitales moleculares. Es creado por la interacción (hiperfina) del electrón desapareado con núcleos con espín nuclear que no desaparece. I. causado.

Influencia de un núcleo con spin distinto de cero en el espectro EPR de un radical

A continuación, la creación de la estructura hiperfina se basa inicialmente en el efecto de un solo átomo de H (espín I. = 1/2) explicado: El espín del protón conduce a un campo magnético que, dependiendo de la orientación del protón (metroI. = -1 / 2, + 1/2) se suma o se resta del campo magnético externo B. El campo magnético local así obtenido B.localque actúa sobre el electrón desapareado en el radical es:

B.local=B.+ametroI.,metroI.=±12

por lo cual a es la constante de acoplamiento hiperfina. La regla de selección

ΔmetroS.=±1,ΔmetroI.=0

conduce a dos condiciones de resonancia para protones con metroI. = -1/2 respectivamente metroI. = +1/2:

Hν±=GRAMOμB.(B.±12a),ΔMI.=Hν+Hν=a

En lugar de una línea de resonancia para el electrón libre, se obtienen dos líneas EPR cuando hay un protón presente Hν+ respectivamente Hν-. La distancia entre las dos líneas es ΔMI. = a (= Constante de acoplamiento hiperfina).

Generalmente uno encuentra cuando un núcleo interactúa con el espín. I. con el electrón 2 de la molécula paramagnética I. + 1 líneas de estructura hiperfina en el espectro EPR correspondientes a las 2 I. + 1 opciones de configuración para el núcleo en el campo magnético:metroI. = I., I.-1, ..., - I.

Influencia de varios protones equivalentes (I. = 1/2) en el espectro EPR: Ejemplo de radical anión benceno

a nortepag. se obtienen protones equivalentes nortepag. + 1 líneas de estructura hiperfina, cuya distribución de intensidad se obtiene del triángulo de Pascal, análoga al acoplamiento núcleo-núcleo en la espectroscopia de RMN.

Por ejemplo, 7 líneas con una relación de intensidad de 1: 6: 15: 20: 15: 6: 1 se encuentran en el espectro EPR del radical anión benceno debido a la interacción hiperfina del electrón desapareado con los 6 protones equivalentes (ver ejemplos).


Video: Teoría cuántica. Los espectros atómicos (Agosto 2022).