下载后可任意编辑关于微波电子顺磁共振实验报告范文篇一：电子顺磁共振实验报告一、实验目的1.学习电子顺磁共振的基本原理和实验方法；；2.了解、掌握电子顺磁共振谱仪的调节与使用；3.测定DMPO-OH的EPR信号。二、实验原理1.电子顺磁共振（电子自旋共振）电子自旋共振(ElectronSpinResonance,ESR)或电子顺磁共振(ElectronParamagnaneticResonance,EPR)，是指在稳恒磁场作用下，含有未成对电子的原子、离子或分子的顺磁性物质,对微波发生的共振吸收。1944年，苏联物理学家扎沃伊斯基(Zavoisky)首次从CuCl2、MnCl2等顺磁性盐类发现。电子自旋共振（顺磁共振）讨论主要对象是化学自由基、过渡金属离子和稀土离子及其化合物、固体中的杂质缺陷等，通过对这类顺磁物质电子自旋共振波谱的观测（测量因子、线宽、弛豫时间、超精细结构参数等），可了解这些物质中未成对电子状态及所处环境的信息，因而它是探究物质微观结构和运动状态的重要工具。由于这种方法不改变或破坏被讨论对象本身的性质，因而对寿命短、化学活性高又很不稳定的自由基或三重态分子显得特别有用。近年来，一种新的高时间分辨ESR技术，被用来讨论激光光解所产生的瞬态顺磁物质（光解自由基）下载后可任意编辑的电子自旋极化机制，以获得分子激发态和自由基反应动力学信息，成为光物理与光化学讨论中了解光与分子相互作的一种重要手段。电子自旋共振技术的这种独特作用，已经在物理学、化学、生物学、医学、考古等领域得到了广泛的应用。2.EPR基本原理EPR是把电子的自旋磁矩作为探针，从电子自旋磁矩与物质中其它部分的相互作用导致EPR谱的变化来讨论物质结构的，所以只有具有电子自旋未完全配对，电子壳层只被部分填充（即分子轨道中有单个排列的电子或几个平行排列的电子）的物质，才适合作EPR的讨论。不成对电子有自旋运动，自旋运动产生自旋磁矩,外加磁场后，自旋磁矩将平行或反平行磁场方向排列。经典电磁学可知，将磁矩为μ的小磁体放在外磁场H中，它们的相互作用能为：E＝-μ·H=-μHcosθ这里θ为μ与H之间的夹角,当θ=0时，E=-μH,能量最低，体系最稳定。θ=π时，E=μH，能量最高。假如体系从低能量状态改变到高能量状态，需要外界提供能量；反之，假如体系由高能量状态改变为低能量状态，体系则向外释放能量。根据量子力学，电子的自旋运动和相应的磁矩为：下载后可任意编辑μs=－gβS其中S是自旋算符，它在磁场方向的投影记为MS,MS称为磁量子数，对自由电子的MS只可能取两个值，MS=±1/2,因此，自由电子在磁场中有两个不同的能量状态，相应的能量是：E±=±(1/2)geβH记为：Eα=+(1/2)geβHEβ=-(1/2)geβH式中Eα代表自旋磁矩反平行外磁场方向排列，能量最高；Eβ代表平行外磁场方向排列，能量最低。但当H=0时，Eα=Eβ,相应的Ms=±1/2的两种自旋状态具有相同的能量。当H≠0时，能级分裂为二，这种分裂称为Zemman分裂。它们的能级差为：△Ee=geβH若在垂直稳恒磁场方向加一频率为υ的电磁辐射场，且满足条件：hυ=gβH式中，h—为Planck常数，β—为Bohr磁子，g—朗德因子;则处在低能态的电子将吸收电磁辐射能量而跃入高能量状态，即发生受激跃迁，这就是EPR现象。因而，hυ=gβH称为实现EPR所应满足的共振条件。下载后可任意编辑3．ｇ因子自由电子g=ge=2.002，实际情况下g=h?/?B(H0+H’)，g反映分子内部结构（因附加磁场H’与自旋、轨道及相互作用有关)，自由基g值偏离很少超过±0.5%，非有机自由基，g值可以在很大范围内变化，过渡金属离子，因轨道角动量对磁矩有贡献，g偏离ge。4.主要特征由于通常采纳高频调场以提高仪器灵敏度，记录仪上记出的不是微波吸收曲线（由吸收系数X对磁场强强度H作图）本身，而是它对H的一次微分曲线。后者的两个极值对应于吸收曲线上斜率最大的两点，而它与基线的交点对应于吸收曲线的顶点。g值从共振条件hv=gβH看来，h、β为常数，在微波频率固定后，v亦为常数，余下的g与H二者成反比关系，因此g足以表明共振磁场的位置。g值在本质上反映出一种物质分子内局部磁场的特征，这种局部磁场主要来自轨道磁矩。自旋运动与轨道运动的偶合作用越强，则g值对ge（自由电子的g值）的...
