7/30/2019 Spectrometria RES

1/18

Spectroscopia de Rezonanta

Electronica de Spin (RES)

Rezonanta Paramagnetica Electronica (RPE)

Descoperita in 1944 de fizicianul rus Yevgeny Zavoisky

7/30/2019 Spectrometria RES

2/18

1. Bazele spectroscopiei RES

Spectroscopia RES = metoda fizica de analizacare se bazeaza pe absorbtia de energie din

domeniul microundelor de catre un sistem

de ioni paramagnetici plasati intr-un camp

magnetic.

PARAMAGNETISM - Proprietatea unor corpuri de a

se magnetiza prin introducerea lor ntr-un cmp

magnetic.- ioni paramagnetici - contin electroni

neimperecheati

7/30/2019 Spectrometria RES

3/18

- RES se utilizeaza pentru substante care

contin electroni neimperecheati si anume:

a)-Ionii metalelor tranzitionale (ex: Fe, Cr, Mo, Cu, Mn, etc)

-Ionii lantanidelor si actinidelor (ex: Gd)

7/30/2019 Spectrometria RES

4/18

b) Molecule paramagnetice: O2, NO, NO2, Naftalina

Oxigen lichid

-Culoarea albastra a cerului este o dovada a paramagnetismului

oxigenului.

c) Radicali liberi (OH-)

d) Polimeri

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Liquid_Oxygen.gif

7/30/2019 Spectrometria RES

5/18

2) Comparatie cu metodele de spectroscopie IR, UV-

VIS si RMN

Radiatiaelectromagnetica

Lungimea deunda

Mecanisme Spectroscopia

Unde radio

(frecventa de

ordinul MHz)

1m10m Interactiunea

momentului magnetic al

nucleului cu campul

magnetic

RMN

Microunde

(frecventa de

ordinul GHz)

1mm1m Interactiunea

momentului magnetic al

electronului cu campul

magnetic

RES

IR 700nm1 mm Vibratie si rotatie

moleculara

IR

VIZ

UV

400nm - 780nm

10nm400 nm

Tranzitii

electronice

UV - VIS

7/30/2019 Spectrometria RES

6/18

3) Mecanisme care stau la baza interactiunea

radiatiei din domeniul microundelor cu substanta

- Electronul are - miscare de rotatie in jurul nucleului si

- miscare in jurul axei sale ( miscare de spin)

H

7/30/2019 Spectrometria RES

7/18

Efect Zeeman

7/30/2019 Spectrometria RES

8/18

Camp magnetic extern, Hz

Esenta RES:

- Daca perpendicular pe

directia campului H se aplica

un camp magnetic alternativ

HZ

dipolul va absorbi

energia campului HZ si isi va

modifica orientarea fata de

campul H din paralel in

antiparaleladica trece din

starea de energie inferioara

in cea superioara.

7/30/2019 Spectrometria RES

9/18

Postulatul II al lui Bohr :

E= h

Conditia de rezonanta:

7/30/2019 Spectrometria RES

10/18

Spectrul RES

7/30/2019 Spectrometria RES

11/18

g = 4.3Fe+3 izolati

g=2 - Fe+3 care

interactioneaza prin

interactiuni dipol-

dipol

7/30/2019 Spectrometria RES

12/18

g = 6, 2.8 si 2

- ionii de Gd+3

au NC>6.

g = 4.8

ionii de Gd+3

au NC mici

7/30/2019 Spectrometria RES

13/18

4) Structura hiperfina

- Unele nuclee au

spin nuclear (ex: 1H,13C, 15N, 19F, V, Mn,

etc) care se cupleaza

cu spinul

electronilor si duc la

scindareasuplimentara a

nivelelor energetice

explicand aparitia

structurii hiperfine

a liniilor spectrale.

7/30/2019 Spectrometria RES

14/18

Spectrul de absorbtie RES pentru sticle vanadiu-aluminoborate.

7/30/2019 Spectrometria RES

15/18

7/30/2019 Spectrometria RES

16/18

Factorul g - tensor

7/30/2019 Spectrometria RES

17/18

5) Spectrometrul RES

7/30/2019 Spectrometria RES

18/18

Aplicatiile spectroscopiei RES

- studiul unor ioni tranzitionali sau ioni ai lantanidelor aflati inmatrici cristaline sau amorfe;

-studiul cineticii unor reactii ce implica radicali liberi;

-studiul unor substante ce contin centri de culoare;

-studierea interactiunilor ce au loc intr-un polimer;

-din structura hiperfina se obtin informatii privind campul

cristalin al microvecinitatii ionilor cu electroni

neimperecheati;

-permite detectarea unor ioni sau molecule pana la concentratii

extrem de mici 10-12 mol/l.