Elektronenparamagnetische Resonanzspektroskopie (EPR): Organische Radikale

Ein freies, ungepaartes Elektron würde im Idealfall zu einem einzigen Peak im EPR-Spektrum führen, der sich aus dem Übergang zwischen zwei Spin-Energiezuständen ergibt.

In Gegenwart benachbarter spinaktiver Kerne zeigt das Spektrum jedoch eine Hyperfeinspaltung aufgrund der Kopplung zwischen dem elektronischen Spin und dem Kernspin

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Die Anzahl der erhaltenen Peaks ist gegeben durch 2nI + 1, wobei n die Anzahl der vorhandenen äquivalenten Kerne ist und I dem Kernspin entspricht.

So zeigt ein Methylradikal, das drei spinaktive Kerne trägt, vier Peaks im EPR-Spektrum – ein Quartettmuster – mit relativen Peakintensitäten von 1:3:3:1.

Im Falle eines 1,4-Benzosemichinon-Radikals weist das ungepaarte Elektron, da es über den Ring delokalisiert ist, eine Hyperfeinkopplung mit den Wasserstoffatomen des Rings auf, was zu fünf Peaks führt.

Bei der EPR-Spektroskopie wird die Kopplungsintensität – die sogenannte Hyperfeinspaltungskonstante – in Millitesla- oder Gauß-Einheiten gemessen.

Die Größe der Spaltungskonstante gibt die Geometrie verschiedener Radikale an.