国仪量子携手清华磁共振实验室为您答疑解惑！顺磁小课堂第30期

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2023.11.22

国仪量子技术（合肥）股份有限公司

顺磁小课堂（第30期）

作为波谱学的重要分支，电子自旋的直接表征工具，电子顺磁共振波谱学具有不可替代的重要作用。部分初学者常面临基本原理不清、谱图解析困难、仪器操作不熟练等问题。

为帮助大家更好地运用电子顺磁共振波谱技术，国仪量子携手清华大学磁共振实验室推出“顺磁小课堂”栏目，一一解答大家在学习、实验中遇到的问题。

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我们将邀请专业人员为您解答！

多选题：关于调谐操作中关注的“临界耦合状态”说法正确的是（）？

A. 连续波EPR测试，该状态下检测灵敏度最高。

B. 波导中的微波能量全部输送至谐振腔，不发生反射

C. 该状态不适合脉冲EPR测试

D. 该状态下，检波二极管电流值大小与微波功率无关

答：ABCD

判断题：自旋标记技术将EPR拓展到对非顺磁性物质的研究。

A. 对

B. 错

答：A

自旋标记技术，是将某些稳定的自由基（或顺磁性的报告基团）与被研究体系（非顺磁性的）的结合起来，然后借助于这些自由基（或报告基团）的EPR谱线，来解析该被研究体系的微观结构、运动状态和理化性质，从而实现对非顺磁性物质研究的方法。

这些稳定的自由基（或报告基团）被称为“自旋探针”或“自旋标记物”。常用的自旋标记物是氮氧自由基（>N－O•）及其衍生物，如：

图形题：该cw-EPR谱图对应的化合物可能是（）？

答：D

选项A是非顺磁性物质，无EPR信号。

B选项，未成对电子周围的磁性核为1个¹⁴N（I=1）和4个等价¹H（I=0.5），根据“2nI+1”规则，有[(2*1*1)+1]*[(2*4*0.5)+1]=15重峰。1个¹⁴N（I=1）分裂成3条超精细线的强度比为1：1：1；4个等价¹H（I=0.5）分裂成5条超精细线的强度比为1：4：6：4：1，不符合题意。对应的超精细分裂树状示意图和可能的高分辨模拟EPR图如下所示：

C选项，未成对电子周围的磁性核有2个等价的¹⁴N（I₁=1）和四个等价的¹H（I₂=0.5），根据“(2nI₁+1)(2mI₂+1)”规则，有[(2*2*1)+1]*[(2*4*0.5)+1]=25重峰，不符合题意。

D选项，具有两组不同的等价质子，其中一组含有4个等价¹H（I=0.5），另一组含有2个等价¹H（I=0.5）。根据“2nI+1”规则，有[(2*4*0.5)+1]*[(2*2*0.5)+1]=15重峰。4个等价¹H（I=0.5）分裂成5条超精细线的强度比为1：4：6：4：1。另外2个¹H（I=1）分裂成3条超精细线的强度比为1：2：1；符合题意。对应的超精细分裂树状示意图如下：