电子顺磁共振现象。

顺磁共振是研究具有未成对电子的物质，如配合物 . 自 由基和含有奇数电子的分子等顺磁性物质结构的一种重要方 法，它又称为电子顺磁共振（EPR）或电子自旋共振（ESR）。 电子的自旋磁矩μ s在磁场方向的分量μ sz为
SZ gmS e
式中g为电子自旋因子，m s为自旋磁量子数，取值为 ±1/2，β e为玻尔磁子。
光源
原子化器
单色器
检出系统
原子吸收光谱法的基本原理
共振线吸收线: 电子从基态跃迁到能量最低的激发态为共振跃迁,
所产生的谱线
共振线发射线 当电子从第一激发态跃会基态时,则发射出同 样频率的谱线 特征谱线 各种元素的原子结构和外层电子排步不同,不同元素的原 子从基态 第一激发态时,吸收和发射的能量不同,其共 振线不同,各有其特征性.
在实际应用中，谁磁性原子当中的电子常会受到临近原子 的影响，这时，在同一磁场下，原子的能级分裂的宽度可 能是不等间隔的，由于每一个能级会产生一个共振峰，因 此，调节B会产生不同的共振峰。出现多个共振峰成为波 谱的精细结构，显然，根据共振普可以探知顺磁性原子的 能级结构以及受环境因子的影响。
一般说来，共振峰下的面积有能够产生共振的物质所决定 ，据此，如果利用含有已知浓度的摩物质的共振峰作为标 准，就可以根据共振峰面积的大小来估测物质的浓度。 对于生物体中的铜和非血铁红素，它们在可见和紫外区不 吸收辐射，但其氧化态却能产生EPR，因此利用这些EPR 信号的出现与否可以检查和诊断癌症。
Iv的变化规律 原子蒸汽在v0 I
I0
Kv的变化规律
0
I 与 的关系 原子蒸汽在v0频率处有吸收
中心频率（波长）- 最大吸收系数 所对应的频率（波长） 吸收轮廓（半宽度 ）- 吸收系数 一半所对应的频率（波长）
原子吸收光谱仪
火焰原子吸收光谱仪示意图
光源-空心阴极灯 作用：法射待测元素的特征光谱 要求：（1）发射待测元素的共振线 （2）发射锐线光谱 （3）强度大、稳定、寿命长 空心阴极灯：
原子吸收法的定量基础:
原子吸收服从朗伯定律： 若将入射强度为I0的不同频率的光通过原子蒸汽， 吸收后其透过光的强度Iv与原子蒸汽的厚度b的关系，
服从朗伯定律。
I0
b 原子蒸汽
I v Байду номын сангаас I0 e
-Kv b
Iv
由于物质对不同频率的入射光的吸收具有选择性，因而透过 光的强度Iv和吸收系数Kv将随着入射光的频率而变化。
原子化器系统
M＊
脱溶剂 离解 激发
MX(试液)
MX(气态) M
电离
+
X
M+
火焰原子化装置 （1）雾化器：将试液雾化 （2）燃烧器：形成火焰，是进入火焰的试样微粒原子化 （3）火焰：提供一定能量，促使试样雾滴蒸发、干燥 并经过热离解或还原在作用，产生大量基态原子
火焰原子化装置
助燃气 燃烧器
§6.2 顺磁共振
电子顺磁共振及其生物学中 的应用 电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance 简称EPR） 处于两能级间的电子发生受 激跃迁，导致部分处于低 能级中的电子吸收电磁波 的能量跃迁到高能级中 --------电子顺磁共振现象 。
g BB
电子顺磁共振波谱仪
§6 生物光谱
§6 生物光谱
§6.1 §6.2 §6.3 §6.4 原子吸收光谱 顺磁共振 核磁共振 原子核的衰变
§6.1 原子吸收光谱
原子光谱法 根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析 的方法。
原子吸收光谱法： 基于测量试样所产生的原子蒸汽中基态原子对其 特征谱线的吸收，从而定量测定化学元素的方法。 测定过程：
燃气
试 样 预混合室 废液排放口
雾化器
非火焰原子化装置
（1）石墨炉原子化器 测定过程：①干燥阶段，②灰化阶段， ③原子化阶段，④烧净阶段
（2）氢化物原子化器
分光系统
组成： 分光系统：由色散元件、凹面镜和狭缝组成 作用： 将待测元素的共振线与邻近谱线分开 单色器的位置： 放在原子化器后的光路中 检测系统 组成： 检测器、放大器、读数和记录系统
ms 1/ 2, E 1/ 2 g e B / 2
ms 1/ 2, E 1/ 2 g e B / 2
顺磁共振吸收频率ν 和磁感应强度B的关系为：
h g e B
若顺磁共振仪选用B=0.34T，对于g=2的物质，顺磁 共振吸收频率为：
9.527 109 Hz
原子和原子核的大小：
15 14 原子核大小约 10 ~ 10
m
原子的核式结构的发现： 电子的发现： 汤姆生发现电子，电子是原子的组成部分 汤姆生原子模型：（枣糕模型） 原子是一个球体，正电荷均匀分布，电子象枣糕的枣子嵌在 原子里 α粒子散射实验: ①绝大多数的α粒子不发生偏转； ②少数α粒子发生了较大偏转； ③极少数α粒子出现大角度的偏转。（甚至被反弹回来）实 验结果与汤姆生模型推出来的结果根本不符合
顺磁共振法应用:
⑴测定自由基的浓度 ⑵测定未成对电子所处的状态和环境 ⑶测定g值，了解配合物的电子组态
§6.3 核磁共振
原子核的结构
卢瑟福原子模型（核式结构模型） 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部 正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子 在核外空间里绕核旋转，原子的核式结构学说可完满解释 α粒子散射实验。
玻尔的原子模型、能级：
原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些 状态中原子是稳定的，电子虽绕核运动，但并不向外 辐射能量，这些状态称为定态。 原子发生定态跃迁时，要辐射（或吸收）一定频率的光子。 即
hv E初 E末
原子的能量状态量子化和对应的可能轨道分布量子 化。即 其中
E1 rn n r1 , En 2 n
2
（n=1,2,3……）
r1 0.5310 m, E1 13.6ev
10
能级
能级的概念：原子的各个定态的能量值叫做它的能级。 能级的跃迁 原子处于基态时稳定，处于激发态时不稳定，总有跃迁到基 态的趋势。原子从末能级跃迁到另一能级的过程叫能级的跃 迁。 从较低能级跃迁到较高的能级是吸收能量的过程； 从较高的激发态向较低的能给跃迁是辐射能量的过程。 这个能量以光子的形式辐射出去这就是原子发光现象。