自旋量子數大於1/2的原子核受電磁波激勵,電磁波頻率與原子核處不均勻電場相互作用的能級間的躍遷頻率相近時產生的共振現象。
基本介紹
- 中文名：核電四極矩共振
- 別名：核電四極共振或核四極共振
- 發現時間：1951年
- 測定時間：1955年
定義,意義,
定義
核電四極矩共振簡稱核電四極共振或核四極共振。1951年由德國科學家H.G.德梅爾特和H.克呂格爾在固體中首次觀察到Cl和Cl的這種共振信號。1952年H.J.蔡格在TlCl原子束實驗中也觀察到 Cl的核電四極共振信號，由於原子束核電四極共振的研究觀察比較難，隨後的進展不大。本條僅陳述研究工作有大量進展的固體核電四極矩共振。
原理原子核不是點電荷,不但有自旋和磁矩,而且凡自旋大於1/2的核,電荷分布都不是球對稱的。早在20世紀30年代中期，就發現銪
但將此結果代入第三線，約有10數量級的差值。理論推算,核電十六極矩和場相互作用的能量與核電四極矩和場的相互作用的能量的比值也為10,故考慮核電十六極矩的影響，理論和實驗正相吻合。Sb原子的核電十六極矩相互作用是王天眷於1955年提出並準確測定的。
核磁和核電四極雙共振一些核在晶場中的電四極共振頻率太低（只有幾百千赫）或它在晶體中的密度太低,不能用傳統的方法來探察它的核四極共振,1968年R.E.斯盧舍和E.L.哈恩用核磁和核四極雙共振的方法，達到了極高的探察核四極共振的靈敏度。這方法是通過極化轉移，藉助核磁共振靈敏度高的核(通常是氫核H)的共振信號的改變，以間接探測核電四極共振信號，能使靈敏度提高几個數量級。
意義
研究內容和套用自從觀察核電四極共振成功以來，因儀器的靈敏度高，方法簡便、觀察迅捷，又因為這種實驗是直接測量核的四極超精細共振譜線的頻率，比以往在光頻波段中測量原子光譜波長的相對微小分裂，準確度提高了百萬倍以上，這是物理學測量的一個極大進展。實驗成功後，研究發展極快，在50～60年代形成了高潮。如果再運用傅立葉變換和發揮計算機的控制機能，還可以提高靈敏度和分析能力。對其主要的研究和發展及其套用可提出以下幾點:①準確測量核的自旋I、核四極矩Q,並確定它的正負性。②準確測量分子的立體結構和晶體的結構（原子在晶胞中的位置、鍵長、純度、雜質、缺陷、位錯等）。例如由單晶碘酸的碘核電四極共振可定出氫原子的位置,並測出碘-氫鍵長為2.33┱,還可測定碘酸根基團的位置。這與用X 射線及中子衍射探測得的結果一致。用 X射線探測晶體結構隨溫度的變化有很大困難，還不能確定氫核的位置；但核四極共振頻率對溫度變化很靈敏，用核電四極共振法可以準確測量這種變化。③準確觀察晶體的相變、點陣運動的模式和動態過程（如測定分子晶體中分子的扭動模式、平均慣量矩和扭動頻率）。④確定點陣或分子中共振核的不等價位置。⑤鑑定、控制化學合成品的純度，探測雜質的分量和性質。⑥研究固體中化學鍵的特性。因為共振核所在處的電場梯度q 直接與化學鍵的配位型和離子化程有關。⑦作溫度的準確測量。因為核四極共振的頻率對樣品溫度的變化極敏感，利用這個原理曾製成溫度計，精密度可達萬分之幾或稍優。⑧低頻核四極共振的探測研究。自從用雙共振探察核四極共振方法成功後，此法可探測以前不能探測到的低頻核(如劯N)、低豐度核（如D,豐度為0.015%）在許多重要生物分子（如DNA、RNA和多種胺基酸）中的特性譜（有幾百條之多）。這為核電四極共振的研究和套用展現出新的前景。
