Tadqiqotning zamonaviy fizik-kimyoviy usullari fanidan yakuniy nazorat savollari

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J↑↑H) и имеют положительную магнитную восприимчивость, но значительно меньшую единицы. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы {\displaystyle \mu \gtrsim 1} .
Термин «парамагнетизм» ввёл в 1848 году Майкл Фарадей, который разделил все вещества на ферромагнитные, диамагнитные, парамагнитные, сперомагнитные (асперомагнетики) и ферримагнитные (миктомагнетики).
Молекулы парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно.
К парамагнетикам относятся алюминий ({\displaystyle {\ce {Al}}} ), платина ({\displaystyle {\ce {Pt}}} ), многие другие металлы (щелочные и щелочно-земельные металлы, а также сплавы этих металлов), кислород ({\displaystyle {\ce {O2}}} ), оксид азота ({\displaystyle {\ce {NO}}} ), оксид марганца ({\displaystyle {\ce {MnO}}} ), хлорное железо ({\displaystyle {\ce {FeCl3}}} ) и другие.
Парамагнетиками становятся ферро- и антиферромагнитные вещества при температурах, превышающих, соответственно, температуру Кюри или Нееля (температуру фазового перехода в парамагнитное состояние).
Свойства:
— Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительна и значительно меньше единицы.
— При не слишком высоких температурах парамагнетики обладают самопроизвольной намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.
— Для парамагнетиков характерно явление гистерезиса.
— Парамагнетики притягиваются магнитом в присутствии сильного магнитного поля, но в отсутствии не притягиваются.
3. ЯМР "магнитли атом ядроларини" ўрганади (масалан, водород ядроси - протонлар). Ядровий магнит резонанси асосида бошқа спектроскопия усулларига ўхшаб Бор нисбийлиги ётади.
h __
Энергиянинг ўзгариши бу ҳолатда атом ядроларининг магнит хоссалари билан боғланган. Атом ядроларининг магнетизми уларнинг ўз ўқи атрофида айланиши билан тушунтирилади, ядроларнинг бу хусусиятларини спинлар деб айтилади. Ядролар электр зарядига эга бўлиб, уларнинг айланиши айланма ток ва магнит майдони ҳосил қилади, шунинг учун ҳам ядроларни митти магнитчаларга (диполларга) таққослаш мумкин. Агар водород атомларидан ташкил топган қандайдир моддани кучли магнит майдонига (кучланиши Н₀) жойлаштирса, ундаги магнит диполлари компас милининг ермагнит май-донига қараб мосланишига ўхшаб йўналади (23-расм).

23-расм. Ядро диполларининг магнит майдони кучланиши бўлмагандаги (а) ва унинг борлигидаги (б) йўналишлари.

Юқори частотали кучли импульс таъсир этиб ядро диполларини магнит майдонининг йўналишига нисбатан буриш мумкин. Ядро магнитларининг ўзига хослиги шундан иборатки, юқори частотали импульсдан кейин улар тезда бошланғич ҳолатга қайтмасдан магнит майдони атрофида пилдироққа ўхшаб айланади (24-расм).

24-расм. Магнит майдон атрофида айланувчи ядро диполлари.
Кўп миқдордаги магнит диполларининг биргаликдаги харакати майдон йўналишига перпендикуляр жойлашган юқори частотали ғалтакда ўзгарувчан магнит майдонни ҳосил қилади. Шундай қилиб, маълум кучланиш пайдо бўлиб унинг частотаси ядро диполларининг айланишига тегишли ҳисобланади. Юқори частотали кучланишнинг ҳосил бўлиши ЯМР сигнали бўлиб, у атом ядроларининг сонига пропорционал ва атом ядролари ташкил топган молекуланинг сон ўлчови ҳисобланади.
Ядронинг магнит хусусияти харакат миқдор моменти билан белгиланади, яъни у спинларга эга бўлиб, квант кимёси назариясига асосан ядроларнинг энг кўп харакат миқдор моменти яхлит ва ярим қий-матларда бўлиши мумкин. Спинли квант сонни J деб белгиласак, ядро 2J1 ҳолатда бўлиши мумкин.
Агар J0 га тенг бўлса, магнит моменти ҳам нолга тенг бўлади, нолга тенг бўлмаса, у ҳолда магнит моменти харакат моментининг векторига доим параллел бўлади. Агар магнит момент қийматини  (мю) билан белгиласак, бутун ўлчанадиган магнит моментларининг қиймати m,J билан ифода қилинади, бунда магнит квант сон (m) қуйидаги қийматларга эга бўлади:
mJ, J-1, J-2........J1...........1-J.
Харакатнинг миқдор моменти ва магнит момент векторлари параллел бўлгани учун ядронинг магнит моменти хусусиятини қуйидаги тенглама билан ифодалаш мумкин:
Jh
 - магнит моменти
 - гидромагнит нисбийлиги.
J - спинли квант сони
h - Планк доимийси
 - ўлчов бирлиги радиан. гаусс^-1. сек^-1.
Ядронинг магнит моменти қийматини протон (спини J12) бўйича олинса, eh2 МрС га тенг, бунда Мр-протон массаси, е-протон заряди, С-ёруғлик тезлиги.
Ядронинг хақиқий ядро момент спини J ra тенг бўлса, магнит момент қуйидагича ифодаланади:
EPR spektri parametrlari
⚫ EPR spektri parametrlari (a; g; A, g)ning
qiymatlari modda tuzulishi haqida m`alumotlar olishga imkon beradi. EPR spektiridagi yagona
liniya (singlet, 4-rasm, b) intensivligi, kengligi, shakli va magnit maydondagi holati bilan
xarakterlanadi.
⚫ Ko’pincha spektr birgina singlet liniyadan emas, balki bir yoki bir necha guruhlardan iborat
bo’ladiEPR spektri parametrlari.Spektrlarda asosiy liniyalar bilan birgalikda o’ta nozik
o’zaro tasirlashuv-O’NT, qo’shimcha o’ta nozik tasirlashuv – QO’NT liniyalari paydo bo’ladi.
⚫ Bu liniyalar juftlashmagan elektronlarning quyidagi o’zaro ta’sirlashuvi natijasida yuzaga keladi:
- Paramagnit ionning elektronlari bilan,
- Kristall panjaralarning ichki elektr maydoni bilan,
- Paramagnit ionning yadrosi bilan (agar yadro spini INnoldan farq qilsa).
EPR spektri parametrlari
⚫ Spektr liniyalarning parametrlari (a, A, B) kattaligini aniqlash uchun absissa o’qi “ersted” larda kalibrlanadi.
Tashqi standart sifatida erkin holdagi barqaror radikal –
difenilpikrilgidrazil (DFPG) qo’llaniladi: g
e
=2,00370,0002.
⚫ Elektron magnit momentining spin qiymati g
e
=2,0023.
Spin gamiltonian (SG)⚫ Paramagnit zarrachalarning magnit xususiyatlari fazoning har qaysi (x, y, z) yo’nalishlarida turli qiymatlarga, yani anizotropiya xossasiga ega. Shuning uchun bu birikmalarning g-faktorlari har xil kattalik bilan bir-biridan farq qiladi.
⚫ Izotrop spektrlar uchun O’NT konstantasi “a” harfi, anizatrop spektirlarning O’NT konstalari parallel yo’nalish uchun – A, perpendikulyar yo’nalishi uchun – B harflari
bilan belgilanadi.
O’ta nozik strukturali (O’NS)
EPR spektrlari
⚫ O’NS toq spinli elektron bilan shu ion yadrosi o’zaro
ta’sirini ifodalovchi kattalikdir.
⚫ Shuningdek, O’NS paramagnit birikmadagi juftlashmagan elektronlarning delokallashuvi, yani toq spinli
elektron d-orbitallar (d
) ning qaysibiriga joylashganligi haqida ham ma’lumot beradi.
⚫ Spektrdagi O’NS liniyalari soni n = 2 I + 1 formula bilananiqlanadi.
Протон магнит резонанси иккита параметр, яъни кимёвий силжиш ва спин-спинларнинг ўзаро таъсир константаси билан изоҳланиб, уларнинг қийматлари органик молекуланинг тузилишига ҳамда улардаги электронлар зичлигининг тақсимотига боғлиқ ҳисобланади.