Дипломная работа на тему: Теоретическая часть. Физика явления. Основные параметры спектров ЭПР

Введение

Явление электронного парамагнитного резонанса было открыто в 1944 г. Евгением Константиновичем Завойским, который обнаружил, что монокристалл CuCl2, помещенный в постоянное магнитное поле 4 мТл, поглощает микроволновое излучение с частотой около 133 МГц.

Поглощение электромагнитного излучения имело избирательный (резонансный) характер, т. е. наблюдалось лишь при определенном соотношении между напряженностью постоянного магнитного поля и частотой переменного электромагнитного поля. Поэтому открытое явление получило название электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Метод ЭПР даёт уникальную информацию о парамагнитных центрах. Он однозначно различает примесные ионы, изоморфно входящие в решётку от микровключений. При этом получается полная информация о данном ионе в кристалле: валентность, координация, локальная симметрия, гибридизация электронов, в сколько и какие структурные положения он входит, ориентирование осей кристаллического поля в месте расположения этого иона, полная характеристика кристаллического поля и детальные сведения о химической связи. И, что очень важно, метод позволяет определить концентрацию парамагнитных центров в областях кристалла с разной структурой.

Но спектр ЭПР это не только характеристика иона в кристалле, но и самого кристалла, особенностей распределения электронной плотности, кристаллического поля, ионности-ковалентности в кристалле и наконец просто диагностическая характеристика минерала, так как каждый ион в каждом минерале имеет свои уникальные параметры. В этом случае парамагнитный центр является своеобразным зондом, дающий спектроскопические и структурные характеристики своего микроокружения.

Примерами парамагнитных частиц в биологических системах служат свободные радикалы, возникающие как в результате повреждающего действия радиации на биологические структуры, так и при фотохимическом окислении хлорофилла.

Ионы парамагнитных металлов Fе, Со, Ni, Сu, Мn являются распространенными в биологических системах парамагнитными частицами, входящими в состав энзимов. Парамагнетизм этих ионов обусловлен особенностями заполнения электронных оболочек, в результате чего энергетически выгодным оказывается наличие неспаренных электронов на некоторых внутренних орбиталях. Метод ЭПР позволяет наблюдать окислительно-восстановительные превращения этих металлов и судить, таким образом, об их функционировании.

Прибором, с помощью которого можно выявить парамагнетизм частиц, является спектрометр ЭПР. Целью данной работы является изучить устройство и принцип работы аппарата.

Оглавление

- Введение

- Теоретическая часть

- Физика явления

- Основные параметры спектров ЭПР

- Техническая часть

- Описание работы прибора

- Принципы построения спектромеров ЭПР

- Программно-аппаратный комплекс для исследования спектров ЭПР

- Состав и назначение комплекса

- Аппаратная часть комплекса

- Состав программного комплекса Заключение

- Список литературы

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен один из методов спектроскопии - электронный парамагнитный резонанс. Были рассмотрены принцип работы ЭПР спектрометра, его устройство - функциональная блок-схема, аппаратная и программная части комплекса.

Список литературы

1. Блюменфельд Л.А., Воеводский В. В., Семенов А. Г. Применение электронного парамагнитного резонанса в химии. -Новосибирск, 1962.

2. Вертц Дж., Болтон Дж. Теория и практические приложения метода ЭПР.- М.: Мир, 1975.

. Ингрем Д. Электронный парамагнитный резонанс в биологии. -М: Мир, 1972.

. Методическое пособие к работе "Электронный парамагнитный резонанс" под ред. Караченцева Г.В., Танцырева Г.Д.,Маруткина А.З-М.: МФТИ, 1995.

. Методические указания к лабораторным работам по курсу: Физические методы исследования в физико-химической биологии. "Элементы СВЧ-техники". - М.: МФТИ, 1989.