Химическая поляризация ядер
Химическая поляризация ядер, явление неравновесного заселения ядерных зеемановских уровней (см. Зеемана эффект) в молекулах, образующихся при химических радикальных реакциях в постоянном магнитном поле. Химическая поляризация ядер обнаруживается по аномально большому поглощению или излучению радиоволн молекулами вследствие переходов ядер их атомов между зеемановскими уровнями. Поглощение обусловлено избыточной населённостью нижних уровней ядрами со спином, ориентированным по направлению магнитного поля (положительная химическая поляризация ядер) и переходами ядер с нижних уровней на более высокие. Излучение радиоволн возникает, когда верхние уровни избыточно населены ядрами со спином, ориентированным против поля (т. е. при отрицательной химической поляризации ядер), и переходы ядер происходят с верхних уровней на нижние. Неравновесная заселённость ядерных уровней в элементарных реакциях создаётся при рекомбинации двух радикалов. Химическая поляризация ядер наблюдается обычно методом ядерного магнитного резонанса. Она широко используется как новый метод изучения механизмов химических реакций и идентификации участвующих в них радикалов.
Лит.: Бучаченко А. Л., Химическая поляризация электронов и ядер, М., 1974; его же, «Успехи химии», 1976, т. 45, № 5, с. 761.
Дополнения к описанию:
Механизм возникновения: Химическая поляризация ядер возникает благодаря взаимодействию электронных и ядерных спинов в радикальных парах, образующихся при химических реакциях. Корреляция спинов в радикальной паре сохраняется, и при рекомбинации эта корреляция передаётся ядерным спинам продукта реакции, создавая неравновесную населённость зеемановских уровней.
Два основных механизма:
Экспериментальные особенности: Проявляется как усиление или инверсия сигналов в спектрах ЯМР - сигналы поглощения могут быть значительно усилены (в сотни раз) или даже превращаться в эмиссионные сигналы.
Современные приложения: