Magnit yadrolari - Vazirligi buxoro davlat universiteti d. R. Djurayev, A. A. Turayev, sh sh. Fayziyev, B. A

|
Vazirligi buxoro davlat universiteti d. R. Djurayev, A. A. Turayev, sh sh. Fayziyev, B. A
|
bet | 84/119 | Sana | 14.06.2024 | Hajmi | 4,04 Mb. | | #263652 | Turi | Учебник |
Bog'liq 21558 2 CDEAD1DE360DB13C9B7A03EFD7ECBD40E7F94F1FMagnit yadrolari. YMRni turli xil yadrolarda kuzatish mumkin, ammo shuni aytish kerakki, barcha yadrolarning magnit momenti mavjud emas. Tez-tez sodir bo’ladiki, ba’zi izotoplar magnit momentga ega, boshqa yadro izotoplar esa yo’q. Hammasi bo’lib yuzdan ortiq turli xil izotoplar mavjud kimyoviy elementlar magnit yadrolari bilan, ammo tadqiqotlar odatda 1520 dan ortiq magnit yadrolardan foydalanadi, qolgan hamma narsa ekzotikdir. Har bir yadro magnit maydonining o’ziga xos xarakteristikasiga va giromagnetik nisbati deb ataladigan chastota chastotasiga ega. Barcha yadrolar uchun bu munosabatlar ma’lum.
Ular yordamida ma’lum bir magnit maydon uchun tadqiqotchiga zarur bo’lgan yadrolardan signal kuzatiladigan chastotani tanlash mumkin. YMR uchun eng muhim yadrolar protonlardir. Tabiatda ularning aksariyati bor va ular juda yuqori sezgirlikka ega. Kimyo va biologiya uchun uglerod, azot va kislorod yadrolari juda muhimdir, ammo olimlar ular bilan omadli bo’lmadilar: uglerod va kislorodning eng keng tarqalgan izotoplari, 12C va 16O, magnit momentga ega emas, azotning tabiiy izotopi 14N bir lahzaga ega, ammo u bir qator sabablarga ko’ra bu tajribalar uchun juda noqulay. YMR tajribalari uchun mos bo’lgan 13C, 15N va 17O izotoplari mavjud, ammo ularning tabiiy mo’lligi juda past va sezgirligi protonlar bilan taqqoslaganda juda past.
Shuning uchun YMR tadqiqotlari uchun ko’pincha izotoplar bilan boyitilgan maxsus namunalar tayyorlanadi, ularda u yoki bu yadroning tabiiy izotopi tajribalar uchun zarur bo’lgan bilan almashtiriladi. Ko’pgina hollarda ushbu protsedura juda qiyin va qimmatga tushadi, ammo ba’zida bu kerakli ma’lumotlarni olishning yagona usuli hisoblanadi.
Elektron paramagnetik va to’rt qavatli rezonans. YMR haqida gapirganda, boshqa ikkita jismoniy hodisani - elektron paramagnetik rezonansni (EPR) va yadro to’rt qavatli rezonansni (YTR) eslatib o’tmaslik mumkin emas. EPR tabiatan YMRga o’xshaydi, farq shundaki, rezonans atom yadrolarining emas, balki atomning elektron qobig’ining magnit momentlarida kuzatiladi. EPRni faqat o’sha molekulalarda yoki kimyoviy guruhlarda kuzatish mumkin, ularning elektron
qatlami juft bo’lmagan elektron deb ataladi, keyin qobiq nolga teng bo’lmagan
magnit momentga ega. Bunday moddalar paramagnet deyiladi. EPR, YMR kabi, shuningdek, molekulyar darajada moddalarning turli xil strukturaviy va dinamik xususiyatlarini o’rganish uchun ishlatiladi, ammo uning qo’llanilish doirasi ancha tor. Bu asosan ko’pgina molekulalarda, ayniqsa tirik tabiatda, juft bo’lmagan elektronlarni o’z ichiga olganligi bilan bog’liq. Ba’zi hollarda siz paramagnetik zond deb ataladigan, ya’ni tergov qilinayotgan molekulaga bog’langan, juftlashtirilmagan elektronli kimyoviy guruhdan foydalanishingiz mumkin. Ammo ushbu yondashuv ushbu usulning imkoniyatlarini cheklaydigan aniq kamchiliklarga ega. Bundan tashqari, EPR YMRdagi kabi yuqori spektrli rezolyutsiyaga ega emas (ya’ni spektrda bitta chiziqni boshqasidan ajratish qobiliyati).
YTRning mohiyatini “barmoqlarga” tushuntirish eng qiyin. Ba’zi yadrolarda elektr to’rtburchak momenti deb ataladi. Ushbu moment yadroning elektr zaryadi taqsimotining sferik simmetriyadan og’ishini tavsiflaydi. Ushbu momentning gradiyent bilan o’zaro ta’siri elektr maydoni moddaning kristalli tuzilishi bilan bo’linishga olib keladi energiya darajasi yadrolari. Bunday holda rezonansni ushbu darajalar orasidagi o’tishlarga mos keladigan chastotada kuzatish mumkin. YMR va EPRdan farqli o’laroq, YTR tashqi magnit maydonni talab qilmaydi, chunki darajadagi bo’linish usiz sodir bo’ladi. YTR moddalarni o’rganish uchun ham ishlatiladi, ammo uning qo’llanilish doirasi EPRga qaraganda torroq.
YMRning afzalliklari va kamchiliklari. YMR - bu molekulalarni o’rganish uchun eng kuchli va informatsion usul. To’liq aytganda, bu bitta usul emas, bu juda ko’p miqdordagi turli xil eksperimentlar, ya’ni impulslar ketma-ketligi.
Garchi ularning barchasi YMR fenomeniga asoslangan bo’lsa-da, ammo ushbu tajribalarning har biri ma’lum bir aniq ma’lumotlarni olish uchun mo’ljallangan. Ushbu tajribalarning soni o’nlab, yuzlab bo’lmasa ham o’lchanadi. Nazariy jihatdan, YMR, agar hamma narsa bo’lmasa ham, deyarli barcha molekulalarning tuzilishi va dinamikasini o’rganishning barcha eksperimental usullari mumkin bo’lgan hamma narsani bajarishi mumkin, garchi amalda bu har
doim ham mumkin emas.
YMR ning asosiy afzalliklaridan biri shundaki, bir tomondan uning tabiiy zondlari, ya’ni magnit yadrolari molekula bo’ylab tarqaladi, boshqa tomondan, bu yadrolarni bir-biridan ajratib olish va fazoviy selektiv ma’lumot olish imkonini beradi. Deyarli barcha boshqa usullar butun molekula bo’yicha o’rtacha hisoblangan yoki uning faqat bir qismi haqida ma’lumot beradi.
YMR ning ikkita asosiy kamchiliklari mavjud. Birinchidan, bu boshqa ko’plab eksperimental usullarga (optik spektroskopiya, lyuminestsentsiya, EPR va boshqalar) nisbatan past sezgirlikdir. Bu shovqinni o’rtacha hisoblash uchun signal uzoq vaqt to’planishi kerakligiga olib keladi. Ba’zi hollarda, YMR tajribasi hatto bir necha hafta davomida amalga oshirilishi mumkin. Ikkinchidan, bu uning yuqori narxidir. YMR spektrometrlari eng qimmat ilmiy asboblardan biri bo’lib, ularning narxi kamida yuz minglab dollarlarda o’lchanadi va eng qimmat spektrometrlarning narxi bir necha millionga teng.
|
| |