顺磁共振
电子顺磁共振(EPR)是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术,是研究化合物或矿物中不成对电子状态的重要工具,用与定性和定量检测物质原子或分子中所含的不配对电子,并探索其周围环境的结构特性.电子顺姿共振亦称电子自旋共振(EPR).
其基本原理为电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子,它能进行两种运动:一是在围绕原子核的轨道上运动,二是通过本身中心轴所做的自旋.由于电子运动产生力矩,在运动中产生电流和磁矩,.在外加磁场中,简并的电子自旋能级将产生分裂.若在垂直外磁场方向加上合适频率的电磁波,能使处于低自旋能级的电子吸收电磁波能量而跃迁到高能级,从而产生电子的顺磁共振吸收现象.
电子顺磁共振谱仪由辐射源、谐振腔、样品座、信号接收、放大和记录器等部分组成.矿物的EPR谱可以提供矿物中具有顺磁中心的杂质的晶格位置、价态、局域对称、浓度及晶体场参数等信息,从而研究基态电子结构和化学键性质,解释矿物的某些物理性质.
电子顺磁共振谱仪在矿物学中的主要应用一是研究矿物中顺磁性杂质离子(浓度低于1%),如过度元素离子和稀土元素离子的类质同像置换、有序-无序、化学键及晶格参量和局域对称;二是研究于点缺陷有关的电子-空穴中心的类型、浓度、性质等.电子顺磁共振谱在矿物颜色研究方面也有重要作用