Jądra

Jądra

paramagnetyczne w

paramagnetyczne w

polu magnetycznym

polu magnetycznym

Paramagnetyzm

Paramagnetyzm - zjawisko

magnesowania się makroskopowego

ciała w zewnętrznym polu

magnetycznym w kierunku zgodnym z

kierunkiem pola zewnętrznego.

Substancja wykazująca takie własności

to

paramagnetyk.

paramagnetyk.

Magnesowanie się paramagnetyka

związane jest z

porządkowaniem się

porządkowaniem się

momentów magnetycznych jego

atomów, zgodnie z liniami

zewnętrznego pola magnetycznego.

W niezbyt niskich temperaturach oraz

W niezbyt niskich temperaturach oraz

dla niezbyt silnych pól magnetycznych

dla niezbyt silnych pól magnetycznych

paramagnetyki wykazują liniową

paramagnetyki wykazują liniową

wielkość namagnesowania od pola

wielkość namagnesowania od pola

zewnętrznego, co wyraża wzór:

zewnętrznego, co wyraża wzór:

gdzie:
•

M

M - namagnesowanie (moment magnetyczny jednostki objętości
substancji)

•

χ

χ - objętościowa podatność magnetyczna

•

H

H - natężenie pola magnetycznego.

W niskich temperaturach lub dla

bardzo silnych pól magnetycznych

namagnesowanie traci liniową

zależność od pola zewnętrznego i

wykazuje

nasycenie

nasycenie.

• w atomach, cząsteczkach i defektach sieciowych,

mających nieparzystą liczbę elektronów np.

swobodne atomy Na, gazowy NO, wolne rodniki

organiczne,

• w swobodnych atomach i jonach z częściowo

wypełnioną powłoką wewnętrzną np. pierwiastki

grupy przejściowej, pierwiastki ziem rzadkich i

aktynowce (Mn

2+

, Gd

3+

, U

4+

),

• w kilku związkach o parzystej liczbie elektronów, jak

np. cząsteczkowy tlen i podwójne rodniki organiczne,

• w metalach.

Paramagnetyzm można

Paramagnetyzm można

zaobserwować w następujących

zaobserwować w następujących

układach:

układach:

Elektronowy rezonans

Elektronowy rezonans

paramagnetyczny

paramagnetyczny

(EPR, elektron paramagnetic resonance)

(EPR, elektron paramagnetic resonance)

Instrumentalna metoda analityczna
wykorzystująca zjawisko pochłaniania energii
przez substancje paramagnetyczne,
umieszczone w polu magnetycznym i
jednocześnie naświetlane promieniowaniem
mikrofalowym (przy ściśle określonym
stosunku indukcji pola magnetycznego do
częstości promieniowania).

W badaniach MRI często stosuje się

specjalne środki kontrastujące, oparte na

pierwiastkach ziem rzadkich, mających

właściwości paramagnetyczne.

Najczęściej stosowanym

paramagnetykiem jest

pochodna

pochodna

gadoliny (Gd-DTPA)

gadoliny (Gd-DTPA), rzadziej manganu.

Częstotliwość

Częstotliwość

Larmora

Larmora

Określa prędkość kątową ruchu

precysyjnego jądra wokół kierunku

stałego pola magnetycznego (B

0

):

ω = γ B

0

gdzie:

•ω

– częstotliwość Larmora,

•γ

– stała magnetogiryczna,

•B

0

–

indukcja pola magnetycznego.

Częstotliwość Larmora jest to

częstotliwość przy której wzbudzony

zostaje magnetyczny rezonans

jądrowy.

Rozszczepienie

Rozszczepienie

poziomów

poziomów

energetycznych

energetycznych

Poziomy energetyczne

Poziomy energetyczne -

dopuszczalne energie cząstki

znajdującej się w stanie związanym,

otrzymywane przez rozwiązanie

odpowiedniego równania stanu tej

cząstki (np. równania Schrödingera).