0319

Zc względu na ścisły związek orbitalnego momentu pędu elektronu i jego momentu magnetycznego (wzór 17.31), ten ostatni nie zachowuje się statycznie w polu, lecz wykonuje ruch precesyjny dokoła kierunku pola (ryc. 17.15). W sposób skokowy czyli skwantowany przechodzi od nachylenia pod kątem np. a_x do nachylenia pod kątem oc₂. Zmiana magnetycznej liczby kwantowej m musi spełniać przy tym warunek Am = = rtl. Spin elektronu przyjmuje tylko dwa położenia, tj. równolegle i antyrównolegle do pola, a spinowa

1 .    1

liczba kwantowa .v przyjmuje wartości +    —- i--—-.

Łm    &

Magnetyczne momenty cząsteczek związane są ściśle z naturą wiązań chemicznych. Jeśli wiązanie

vU

Ryc. 17.15. Precesja momentu magnetycznego atomu dookoła kierunku pola zewnętrznego B.

Ryc. 17.16. Rozszczepienie poziomu energii rodników w polu magnetycznym na dwa poziomy. Krzywe absorpcji rezonansowej przy: b - zmiennej częstotliwości fali, c zmiennym polu magnetycznym.

utworzone jest przez dwa elektrony, to ich momenty magnetyczne są przeciwnie skierowane i znoszą się (diamagnetyk). Po rozerwaniu takiego wiązania pozostają niesparowane elektrony z nieskompensowan>mi momentami magnetycznymi.

Cząsteczka (lub jej fragment) z niesparowanym elektronem nazywa się rodnikiem.

Gdy próbka zawierająca wolne rodniki nie znajduje się w zewnętrznym polu magnetycznym, to spiny i momenty magnetyczne elektronów mają chaotyczną orientację w przestrzeni. W stałym polu magnetycznym J?„ spiny i spinowe momenty magnetyczne elektronów zajmują tylko dw'a położenia: zgodnie z polem lub przeciwnie do pola. Znaczy to, że elektrony rozdzielą się na dwie grupy (ryc. 17.16) o dwóch różnych poziomach energii oddziaływania z polem, określonych wzorami

1 1

E,ni =--— SV-bB ■ Em* = + ~J- WbB

17.34

gdzie:

g — tzw. współczynnik rozszczepienia spektroskopowego, który w przypadku spinu przyjmuje wartość 2,

(i.# — magneton Bohra.

Energię E_ml mają elektrony o spinie zgodnym z polem

a E_m2 — o spinie przeciwnym

. Ze wzoru 17.35 wynika, że rozszczepienie obu poziomów będzie zwiększać się ze wzrostem

325