Neft va gaz tarkibini fizik-kimyoviy usullarda

7.5–§. Elektron paramagnit rezonans spektroskopiyasi

Elektron paramagnit rezonans (EPR)spektroskopiya usulini 1944 – yilda Rossiya olimi U.K.Zavoyskiy tomonidan kashf etildi. Bu usulda dastlab fiziklarning turli nazariy moddalarini tekshirishga qaratilgan edi. Ammo tez orada shu narsa aniqlandiki, EPR spektri parametrlari rezonans kuzatilayotgan maddaning tarkibi va tuzilishiga bogʻliq ravishda oʻzgaradi. Bu EPR spektroskopiyasining paramagnit moddalar, yaʼni xutlashmagan (toq spinli) elektoron tutgan zarrachalar (erkin radikallar, ion radikallar, oraliq metallarning kompleks birikmalari, triplyot holatdagi molekulalar) tadqiqotiga keng qoʻllanishiga sabab boʻldi.

EPR spektroskoniyasi va uning nazariy tadqiqotlarining umumiy kimyo va kordinatsion kimyoda ishlatilishi taxminan 50 – yillar boshida rivojlandi. EPR usuli kompleks birikmalarining eritmaagi tuzilishi, kompleks hosil boʻlish termodinamikasi va kinetikasi, ligandlarning markaziy ionga bogʻlanishi, metall – ligand bogʻlarining tabiati, ularning bir – biriga oʻzaro taʼsiri magnit xususiyatlari kabi muammolarni tushuntirish uchun juda kerakli sanaladi. Anorganik kimyo va umumiy fizika kursidan maʼlumki yorugʻlik ham zarracha, ham toʻlqin xususiyatlariga ega.

C v yoki G / v

3. 
   – toʻlqin tezligi, – toʻlqin uzunligi, v – toʻlqin chastotasi
   

~159~
Yorugʻlik va elektromagnit toʻlqinlari uchun S – oʻzgarmas kattalik (300000 km/s). Demak, S=Const boʻlsa, (1) tenglamaga muvofiq toʻlqin uzunligi va chastotasioʻzaro teskari bogʻlangan kattaliklardir, yaʼni

oshsa, v kamayadi. Turli xil elektromagnit toʻlqinlar (yoki nurlar) toʻlqin uzunliklarining ortib borishi tartibida joylashtirilsa, elektromagnit spekt hosil boʻladi.

Elektromagnit spektrdagi har qanday nur mkayyan energiyaga ega boʻladi va bu kattalik uning chastotasiga proporsionaldir:

E hv

8. 
   – domiysi, 6,625*10^–34 x/Gs
   

Moddaga tushirilgan nur undan oʻtib ketishi yoki yutilishi mumkin. Energiya yutilganda modda molekulasiturli oʻzgarishlarga uchraydi. Eng qisqa toʻlqinli γ – nurlar (radioaktiv nurlar) yadrolarning energetik holatini oʻzgartiradi (gamma rezonans spektroskopiyasi). Gamma – nurlarga nisbatan kattaroq toʻlqin uzunligiga ega boʻlgan, rentgen nurlari atomlarning ichki, yadroga yaqin qavatdagi elektronlar energiyasi oʻzgartiradi (rentgenospektroskopiyasi). Ulʼtrabinafsha va koʻzga koʻrinadigan nurlar taʼsiridamolekula va atomlarning valent elektronlari energetik holatlari oʻzgaradi (UB– va elektron spektrlar). Infraqizil nurlar molekuladagi atomlarni tebrantiladi (IQ – yoki tebranish spektrlari).

Katta toʻlqin uzunligi va kichik energiyali radiotoʻlqinlar yadro (YAMR) va elektron (EPR) spinlarining energetik holatini oʻzgaritradi. Demak, EPR spektroskopiyasi elektronlarning magnit holatini oʻzgartiradigan radiotoʻlqinlar yutilishini oʻlchashga asoslangan usuldir. EPR spektrlari kuzatilishining asosiy sharti – oʻrganiladigan modda tarkibida juftlashmagan elektronning boʻlishi lozim.

EPR spektroskopiyasining qoʻllanish sohalari juda koʻp va xilma – xil: meditsina, biokimyoviy, anorganik, analitik, koordinatsion kimyo, geologik izlanishlar.

Demak EPR spektrlari yutilish energiyasi intensivligining katta kichikligi taʼsir etayotgan tashqi magnit maydon kuchlanganligiga toʻgʻri proporsional deb qarash mumkin. EPR spektri yutilish liniyalari keng polosali va har doim yaxshi ajralgani uchun ularning birinchi hosilasini yozish tajribada qabul qilingan. Bunda maksimum nuqtalari abssissa oʻqi bilan kesishgan joyda belgilanadi, spektrining ajralmagan tutash yutilish chiziqlari aohida liniyalar sifatida abssissa oʻqi bilan kesishmasdan, uning yuqori va pastki tomonidan qayd etiladi (7.4–rasm), hamda spektrdagi maksimum liniyalarning sonini aniqlash imkonyati tugʻiladi.

~160~