一 、EPR概念

在理解EPR這個(gè)概念之前，需要先了解如下兩個(gè)概念：

自旋磁矩：帶電體的自旋，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)類似電流的東西，環(huán)形電流會(huì)產(chǎn)生磁矩，這個(gè)叫做自旋磁矩。單個(gè)孤立的自由的電子的自旋是固定的，其磁矩也是固定的，叫做玻爾磁子，可以看做是原子磁矩的單位。

軌道磁矩：電子在原子核周圍運(yùn)動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生環(huán)形電流，因此也會(huì)產(chǎn)生磁矩，這個(gè)叫做軌道磁矩。一般而言軌道磁矩非常小，接近為0，因?yàn)橛胁煌娮拥能壍来啪刂g，通常都互相抵消掉了。

一個(gè)分子軌道，最多只能容納兩個(gè)自旋相反的電子，如果分子中所有的分子軌道都已經(jīng)成對(duì)地填滿了電子，那么他們的自旋引發(fā)的磁矩就完全互相抵消了（自旋方向相反，那么自旋磁矩的方向也是相反的）。

二、EPR的研究對(duì)象

EPR是用來研究具有未成對(duì)電子的特殊化合物，例如自由基、過渡金屬離子、某些配合物，雙基和多基（含有兩個(gè)或兩個(gè)以上未配對(duì)電子，并且兩個(gè)電子相距甚遠(yuǎn)，它們之間的相互作用很弱）也是：

三重態(tài)的分子（有兩個(gè)未配對(duì)電子，但彼此間有很強(qiáng)的相互作用）例如O2、過渡金屬離子和稀土離子（這類在原子軌道中就出現(xiàn)未配對(duì)電子）、固體中的某些局部晶格缺陷，其他一些分子比如NO、NO2等，都可以使用EPR方法進(jìn)行檢測(cè)。

可以檢測(cè)含有一個(gè)或一個(gè)以上未成對(duì)電子的磁性物質(zhì)：自由基、金屬原子或團(tuán)簇、過渡金屬和稀土離子、摻雜或缺陷、擴(kuò)展的研究中有自旋標(biāo)記、自旋捕獲等……

三、EPR的優(yōu)點(diǎn)

靈敏度高，可以檢測(cè)到10-14mol的劑量；可以直接檢測(cè)，不破壞樣品；EPR測(cè)量得到的g因子，通過理論計(jì)算能夠符合的非常好，是少量的，理論計(jì)算能夠精確處理的物理量。

四、EPR測(cè)量中注意事項(xiàng)

要想得到準(zhǔn)確的EPR測(cè)量值，不僅是把樣品放入諧振腔這么簡(jiǎn)單，還有一些需要注意的地方。

諧振腔有所謂的優(yōu)值，即Q值。Q值是在一個(gè)周期內(nèi)諧振腔所儲(chǔ)存的電磁能的最大值乘以2πν（ν是頻率）與單位時(shí)間內(nèi)腔所消耗的能量之比，反映電磁波能量消耗的情況。Q值越大，信號(hào)峰峰值越高。

如果操作不當(dāng)，每次測(cè)試時(shí)Q值不一樣，這樣得到的EPR信號(hào)強(qiáng)度不能反映樣品中的自由基濃度。在定量測(cè)量中，使用信號(hào)峰的峰值代表自由基濃度時(shí)，要注意Q值的大小。正常情況下，正確調(diào)節(jié)EPR的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，Q值應(yīng)該是穩(wěn)定的。

樣品放在EPR石英試管中后，每次測(cè)量時(shí)要保證試管所在諧振腔內(nèi)的深度一致，并且保證試管豎直，不要向一個(gè)方向有太大偏差。理想的位置，應(yīng)該使樣品在微波磁場(chǎng)最強(qiáng)而電場(chǎng)最弱的位置，因?yàn)榘l(fā)生磁共振須與電磁波的磁場(chǎng)相互作用，而電場(chǎng)的相互作用只能導(dǎo)致介質(zhì)中的非共振損耗。

對(duì)于EPR儀器所處的工作環(huán)境，不能發(fā)生劇烈的溫度、濕度變化以及空氣流通，以保證譜圖的基線相對(duì)平穩(wěn)。