磁性是电子、质子、中子等微观粒子和轨道所具有的内禀属性。电子顺磁共振波谱(Electron Paramagnetic ResonanceSpectroscopy,EPR)是研究至少含有一个或一个以上未配对电子(或未成对电子,unpaired electron)的磁性物质的电磁波谱法(Spectroscopy,常称为光/波谱学)。对于有机自由基,其磁性主要由未配对电子的自旋磁矩所贡献,成因在后续内容中展开,因此,电子自旋共振波谱(Electron Spin Resonance Spectroscopy,ESR)也被经常使用。
检测对象
1. 在分子轨道中出现不配对电子(或称单电子)的物质。如自由基(含有一个单电子的分子)、双基及多基(含有两个及两个以上单电子的分子)、三重态分子(在分子轨道中亦具有两个单电子,但它们相距很近,彼此间有很强的磁的相互作用,与双基不同)等。
2. 在原子轨道中出现单电子的物质,如碱金属的原子、过渡金属离子(包括铁族、钯族、铂族离子,它们依次具有未充满的3d,4d,5d壳层)、稀土金属离子(具有未充满的4f壳层)等。
应用领域
EPR的应用对象主要是含有未成对电子的物质,可用于研究自由基、过渡金属离子、催化反应机理、大气颗粒物(PM2.5)、污水处理高级氧化机理、化学反应动力学、环境中持久性自由基EPFRs、材料缺陷、掺杂、酶活性、蛋白质结构、辐射剂量、地质测年等。
仪器优势
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