电子顺磁共振波谱仪的基本原理

电子顺磁共振波谱仪又被叫做电子自旋共振仪，其为通过不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，能够用来从定性和定量方面来对物质原子或分子中所含的不配对电子进行检测并且对其周围环境的结构特性进行探索。微波发生与传导系统、谐振腔系统、电磁铁系统以及调制和检测系统为电子顺磁共振波谱仪的四个主要构成部分。其是通过ESR原理进行工作的。

什么是顺磁共振？

稳恒磁场通过对顺磁体中的电子磁矩的作用使得顺磁体中的电子磁矩，电子在此相邻能级间自旋跃迁，使得一定频率的电磁波辐射（或吸收）。所以，当稳恒磁场和交变磁场同时对顺磁体进行作用，当交变磁场和稳恒磁场等满足一定的条件时，该交变场的能量被顺磁体强烈地吸收，该种现象叫做顺磁共振。

基本原理

电子顺磁共振为波谱学的一项技术，类似于核磁共振技术，均为对磁场中磁矩与电磁辐射之间的相互作用进行研究。差异在于原子核的磁矩不是顺磁共振研究的对象，而核外未成对电子的磁矩才是顺磁共振研究的对象。以量子力学理论作为依据，电子不但围绕原子核做轨道运动，而且还在持续地做自旋运动，这两种运动均有角动量和磁矩产生。因为自旋磁矩为电子的磁矩的主要贡献对象，所以电子顺磁共振一般也被叫做电子自旋共振。以Pauli不相容原理为依据：至多仅有两个自旋相反的电子可以容纳于同一个轨道上。若电子已经在分子中所有的轨道填满，则它们会相互抵消掉彼此的自旋磁矩，此种分子即为逆磁性的，EPR信号不可以直接被给出。如果需要对它们进行顺磁研究，那么一定要进行自旋标记。仅有含未成对电子的分子才会有EPR信号产生。