EPR測試g值是什么意思？我們先來看一下電子順磁波譜儀EPR/ESR是測什么的？工作原理是什么？

電子順磁共振波譜儀，又稱作電子自旋共振儀（ESR），由不配對電子的磁矩發(fā)源的一種磁共振技術(shù)，可用于從定性和定量方面檢測物質(zhì)原子或分子中所含的不配對電子，并探索其周圍環(huán)境的結(jié)構(gòu)特性。

一、EPR（ESR）的構(gòu)成：

電子順磁共振波譜儀主要由微波發(fā)生與傳導(dǎo)系統(tǒng)、諧振腔系統(tǒng)、電磁鐵系統(tǒng)以及調(diào)制和檢測系統(tǒng)四個部分組成。它是利用ESR原理工作的。

二、EPR（ESR）測試原理：

其基本原理為電子是具有一定質(zhì)量和帶負(fù)電荷的一種基本粒子,它能進(jìn)行兩種運(yùn)動:一是在圍繞 原子核 的軌道上運(yùn)動,二是通過本身中心軸所做的 自旋 .由于電子運(yùn)動產(chǎn)生 力矩 ,在運(yùn)動中產(chǎn)生電流和 磁矩 ,在外加磁場中, 簡并 的 電子自旋 能級 將產(chǎn)生分裂.若在垂直外磁場方向加上合適頻率的 電磁波 ,能使處于低自旋能級的電子吸收電磁波能量而 躍遷 到高能級,從而產(chǎn)生電子的 順磁共振 吸收現(xiàn)象。

三、EPR（ESR）測試的應(yīng)用：

對象：含有一個或一個以上未成對電子的磁性物質(zhì)，EPR/ESR多用于檢測樣品中自由基，電子，空穴的產(chǎn)生、過度金屬價態(tài)分析樣品中的金屬價態(tài)

四、EPR測試g值是什么意思？

1、共振條件

電子和原子核一樣是帶電粒子，并且具有自旋(S)現(xiàn)象，自旋的電子因而產(chǎn)生磁場，具有磁矩μ，即旋轉(zhuǎn)的電子是一個小的磁偶極子。據(jù)量子力學(xué)，電子的自旋磁矩和自旋角動量間存在以下關(guān)系

μ=一gBS＾

μ一未成對電子的自旋磁矩

g 一無量綱因子，稱g因子，

自由電子的g因子的值ge=2.0023

β一玻爾磁子，是電子磁矩的自然單位

S＾一自旋角動量算符

其在沿磁場方向的分量為Ms，只取兩個值± 1/2號

2、g因子的概念

是能夠反映順磁性分子中電子自旋運(yùn)動和軌道運(yùn)動之間相互作用，即是反映自旋角動量和軌道角動量貢獻(xiàn)大小的重要參數(shù)。有助于了解信號來源和磁性粒子的性質(zhì)。對于自由電子而言,它只具有自旋角動量而無軌道角動量,或者說它的軌道角動量已經(jīng)完全猝滅,因此其g因子的值ge=2.0023。對于大部分自由基，其g值都十分接近ge。

只有未成對的電子才有電子順磁共振，對于分子中的未成對電子，除自旋運(yùn)動外，還有軌道運(yùn)動。因此，在外磁場作用下，軌道運(yùn)動也會產(chǎn)生一個內(nèi)磁場，這樣未成對電子所處的磁場應(yīng)為:

Hr= H +H’

但是，H’因不可測，故通常用g因子的變化來表示H的作用，即:

△E= gβH = hv

g=hv /βH

每個相同的g值對應(yīng)一個特定的H（磁場強(qiáng)度值）根據(jù)公式，H越大，g就越小，是和頻率有關(guān)的，

g因子由如下公式計算：

g=βHr/hv　

式中：β為玻爾磁子(9.27410×10-21爾格/高斯)

Hr為共振磁場強(qiáng)度（高斯）

h為普朗克常數(shù)（6.26620×10-27爾格/秒）

ν為微波頻率（赫）一般樣品的g值是可以在用內(nèi)標(biāo)校正后直接得到的，即從測試得譜圖中讀取，一般WinEPR軟件都可以實現(xiàn)，這樣根據(jù)g值和文獻(xiàn)報道來確認(rèn)物種！如圖所示，橫軸是磁場，用鼠標(biāo)點到此譜圖的相應(yīng)位置軟件就會顯示此磁場值對應(yīng)的g值。但是此圖有個大前提，就是這些峰，對應(yīng)的是一個電子的信號，如果譜圖顯示的是混合物，比如有多種電子的譜混在一起，此法是不適用的，必須是把單個電子的譜圖找出來才能再用此法讀取g值。

而EPR探針的A值就是判斷溶劑極性的重要參數(shù)之一，A值指未偶電子自旋偶極子與磁性核相互作用產(chǎn)生譜線裂分時, 產(chǎn)生譜線裂分的間距。在溶液體系里, McConnell 提出了McConnell公式, 即碳原子上未偶電子的自旋概率密度ρ與該碳原子所連氫的A值成正比(A=Qρ, Q為常數(shù))。溶液對探針的相互作用能夠影響該原子上的未偶電子的自旋概率密度 (圖3), 因此這個參數(shù)也能夠被用來研究溶劑極性。一般認(rèn)為溶劑極性越大, A值也越大。

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