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电子顺磁共振波谱仪是观察自由基等顺磁性物质的一种最直接、高灵敏的方法。通常情况下，ESR /EPR波谱仪测试得到的谱图是吸收信号的一次微分线形，即一次微分谱线。横轴可以为磁场强度或g因子/张量，前者方便于分析A张量，后者便于分析g因子。纵轴为△A/△H或信号相对强度。
从ESR /EPR波谱可以得到样品的g张量、超精耦合A、零场分裂D和交换耦合J等参数，由这些参数解析化学结构、探测距离、分析化学反应动力学、次级相变、进行理论计算等。
比如几何结构可以以g、Q张量来判断，得到配位数情况、空间对称性等；电子结构以D、A、J张量来分析配位元素情况、未成对电子数量等；利用Aiso可以检测如：自由基俘获、自旋标记、催化中心与底物的结合方式和结合位点等。
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