电子自旋共振
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电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR),又称电子自旋共振(electron spin resonance,ESR),1944年被苏联物理学家叶夫根尼·扎沃伊斯基发现,是属于自旋1/2粒子的电子在静磁场下发生的磁共振现象。因为类似静磁场下自旋1/2原子核核磁共振的现象,又因利用到电子的顺磁性,故曾称作“电子顺磁共振”。 44 由于分子中的电子多数是成对存在,根据泡利不相容原理,每个电子对中的两个电子必为一个自旋向上,另一个自旋向下,所以磁性互相抵消。因此只有拥有不成对电子存在的粒子(例如过渡元素中重金属原子或自由基),才能表现磁共振。
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虽然电子自旋共振的原理与核磁共振的类似,但由于电子的质量远轻于原子核的质量,所以电子有较大的磁矩。以氢原子核(质子)为例,电子磁矩强度是其659.59倍。因此对于电子,磁共振所在的拉莫频率通常需要透过减弱主磁场强度来使之降低。但即使如此,拉莫频率通常所在波段仍比核磁共振拉莫频率所在的射频范围还要高(通常是在微波的波段),因此有穿透力以及对带有水分子的样品有加热可能的潜在问题,在进行人体造影时则需要改变方法。举例而言,0.3T的主磁场下,电子共振频率发生在8.41GHz,而对于常用的核磁共振核素——质子而言,在这样强度的磁场下,其共振频率仅为12.77MHz。