Lehramt - Institut für Physikalische Chemie
Lehramt - Institut für Physikalische Chemie
Lehramt - Institut für Physikalische Chemie
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
NMR-Spektroskopie<br />
Im Gegensatz zur chemischen Verschiebung und skalaren Kopplung verschwindet in isotroper<br />
Umgebung der Beitrag der dipolaren Kopplung. Die dipolare Kopplung hat also nur Auswirkung<br />
auf die Spektren in anisotroper Umgebung und auf das Relaxationsverhalten (auch im<br />
Isotropen).<br />
4.1.3.4. Quadrupolwechselwirkung<br />
Für Atomkerne mit einem Kernspin I > 1/2 kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen<br />
dem Kernquadrupolmoment und dem elektrischen Feldgradienten am Kernort, die als Quadrupolwechselwirkung<br />
bezeichnet wird. Der zugehörige Hamiltonoperator lautet<br />
Ĥ Q = ˆ⃗ IQ ˆ⃗I. (4.18)<br />
Q ist der Quadrupolkopplungstensor, der mit dem Quadrupolmoment und dem elektrischen<br />
Feldgradienten V gemäß<br />
eQ<br />
Q =<br />
2I(2I −1) V (4.19)<br />
zusammenhängt. Derelektrische FeldgradienttensorV enthältElementewieV xy = ∂2 V<br />
,V ∂x∂y xx =<br />
∂ 2 V<br />
etc. Auch dieser Beitrag verschwindet, wie die dipolare Wechselwirkung, in isotroper<br />
∂x∂x<br />
Lösung.<br />
4.1.3.5. Spin-Rotationswechselwirkung<br />
Diese Wechselwirkung tritt vor allem bei kleinen sich schnell drehenden Molekülen auf. Die<br />
schnelle Drehbewegung eines Moleküls erzeugt ein zusätzliches Magnetfeld, das proportional<br />
zum Drehimpuls ⃗ J ist. Der Kernspin kann eine Wechselwirkung mit diesem erzeugten<br />
Magnetfeld eingehen, wobei der entsprechende Hamiltonoperator mit<br />
Ĥ SR = −ˆ⃗ I C ˆ⃗J (4.20)<br />
gegeben ist. C ist der Spin-Rotationstensor,<br />
ˆ⃗J der Drehimpulsoperator. Dieser Beitrag wird<br />
bei einigen Molekülen als wichtiger Relaxationsbeitrag angesehen.<br />
4.1.3.6. Wechselwirkung mit ungepaarten Elektronen<br />
Bei diesem Beitrag, der in Gegenwart paramagnetischer Substanzen auftritt, sind wiederum<br />
skalare (indirekte) und direkte dipolare Beiträge zu berücksichtigen. Der Hamiltonoperator<br />
lautet<br />
Ĥ NE = a ˆ⃗ S ˆ⃗I + ˆ⃗I D ˆ⃗S. (4.21)<br />
Der erste Term berücksichtigt den skalaren Betrag (Kontaktterm), wobei a die Hyperfeinkopplungskonstante<br />
ist (vgl. ESR-Spektroskopie). Der zweite Term beschreibt den dipolaren<br />
Beitrag. Hier ist D der Dipol-Dipolkopplungstensor und ˆ⃗ S der Elektronenspinoperator.<br />
70
Change language