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メスバウアー分光法

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メスバウアー分光法は、酸化状態、電子スピン状態、および原子の電子環境を評価するための方法です。

原子、または短期のための核スピンの核スピン角運動量は、核に利用可能な離散のエネルギッシュな状態を説明します。酸化状態、電子スピン状態と配位子環境によってエネルギー レベルを受けます。

原子力エネルギーのレベルの相違は、核の励起エネルギーに反映されます。エネルギーの狭い範囲にわたってガンマ線固体試料に照射し、既知の値サンプルによって吸収されるエネルギーを比較することによってこの関係のメスバウアー分光法を活用します。

このビデオがメスバウアー分光法の基本原則を論議、フェロセンの酸化状態とスピン状態を決定するための手順を示すし、化学のいくつかのアプリケーションをご紹介します。

核が吸収し、ガンマ線を発するいくつかのエネルギーが反跳に失われます。したがって、リラックスした核から放出されるガンマ線はできません同一核を刺激します。

しかし、結晶構造の放出そして吸収のイベントの割合には、同一固体核間で発生する共振をできるようにごくわずかの反動があります。これはメスバウアー効果と呼ばれます。

標準のメスバウアー分光器は移動のガンマ線源と敏感な放射の探知器から成っています。鉄メスバウアー分光法は、興奮して57Fe に電子捕獲によって崩壊57Co ソースで実行されます。

ソースコードとサンプルの核の化学的環境が異なるも、地面と励起状態間のわずかに異なるエネルギー ギャップ。ソースしたがって移動来たり、様々 な速度でガンマ線のドップラー シフトを誘発します。

放射線検出器は、試料を透過するガンマ線を測定します。受信したガンマ線は試料を励起するために必要な正確なエネルギー、ソースとサンプル間共鳴吸収が発生します。

メスバウアー スペクトルは通常音源速度の面でエネルギー対 % 伝送をプロットします。

異性体シフトは源に比例して共鳴エネルギーのシフトを原子の酸化状態に関連しています。

原子のエネルギー レベルは、周囲の電場勾配が非球形、2 つの異なる吸収エネルギーの結果を分割します。四極子分裂をと呼ばれる、この相互作用には、不斉配位子の環境では、核スピン ½ より大きいでが発生します。

四極子分裂のメスバウアー スペクトルの四重極ダブレットの結果します。これらのケースで二つの峰の中間にある異性体シフトと四重極の値の分割はのピークの間の違い。

超微細構造は、内部または外部磁界で発生します。各原子のエネルギー レベルは、サブ状態の核スピン状態を基に分割します。57Fe は、六つのピークで、その結果、それらの状態間の 6 許可遷移を持っています。

メスバウアー分光法の原理を理解することは、酸化状態とメスバウアー分光法によるフェロセンの電子スピン状態の確認手順を行ってみましょう。

手順を開始するには、ポリオキシメチレン メスバウアー サンプル カップにフェロセンの 100 mg を測定します。

各種凍害保護オイルを数滴は、polyisobutylenes のブレンドで構成されるサンプルに追加します。ヘラを使用すると、均一なペーストにサンプルとオイルをミックスします。ピンセットを使用して、20 mL シンチレーション バイアルに塗りつぶされたメスバウアー カップを置き、メスバウアー楽器部屋に輸送用キャップします。

一度計測室で液体 N2のサンプルを固定します。

次に、サンプル棒から温度プローブを削除します。サンプル ロッドを外し、He ガス メスバウアー チャンバーします。その後、He ガスが流れる、サンプル棒を撤回します。

キャップ、試料室を閉じ、彼弁を閉じます。

満ちている液体 N2セカンダリ コンテナーにメスバウアー サンプルを転送します。その後、慎重にロッド マウント ホルダーにメスバウアー サンプル カップを読み込む、セットビスをホルダーにカップを確保するため。

任意の氷試料ホルダーとロッドを払いのけます。リキッド N2、試料ホルダーに没頭し、彼のバルブを開きます。

商工会議所にサンプル棒を挿入し、場所でロッドをネジで固定します。

彼の流れを停止し、試料室を避難させます。

フェロセンのメスバウアー スペクトルは 0.54 mm/s 異性体シフトとシングル四重極のダブレット。どちらか鉄S鉄含有化合物の異性体シフトの典型的な範囲を比較すると、異性体シフトを示唆 = 0 の複雑なまたは、fe (iii)、 S = 5/2 複合体。

フェロセンのプロトン NMR からそれは反磁性、中性の複合体である化合物知られています。さらに、その 2 つシクロペンタジエニル配位子各負担料金 1 - フェロセンの鉄センターが 2 + 酸化状態であることを示すです。最後に、ことがわかるメスバウアー結果に基づいて、そのフェロセンが 0 のスピン状態。

メスバウアー分光法は、無機化学で広く使用されます。いくつかの例を見てみましょう。

鉄-硫黄タンパク質には、Fe/S S 原子で架橋された 2 つ以上の鉄原子のクラスターが含まれています。フェレドキシン鉄硫黄蛋白質炭素 2 + クラスターには 2 つの高スピン fe (iii) センターが含まれています。これらの Fe の間交換結合をセンター 0 の回転と全体的な反磁性状態で。フェレドキシンのスペクトルは 1 つだけの四重極のダブレットを示していますので、Fe の各センターの個別のメスバウアー スペクトル、互いから区別できません。

フェレドキシンは Fe 原子の酸化還元反応による電子輸送に参加します。たとえば、フェレドキシンは 1 つ高スピン fe (iii) 中心と 1 つの高スピン鉄 (ii) 中心を持つクラスターで Fe 中心の 1 つで単一電子還元電子を受け入れることができます。これはメスバウアー スペクトルの 2 つの重畳極ダブレットとして表示されます。

リポイル合成酵素4 鉄 4 S の 2 つのクラスターが含まれ、結合因子合成の最後の手順を実行します。提案機構は、劣化した Fe/S クラスターに架橋基板で中間を伴います。

反応中間体の特性を調べるためには、弱い磁場の有無のメスバウアー スペクトルに買収されました。結果として得られる差スペクトルは、化学シフトに外部磁場の効果だけを示した。差スペクトル分布は混合原子価 Fe ペアと fe (iii) サイトから 2:1 の比率を明らかに、シミュレートされたスペクトルと結合されました。

ゼウスのメスバウアー分光入門を見てきただけ。メスバウアー効果、 57Fe メスバウアー分光法および無機化学のメスバウアー分光法を使用する方法のいくつかの例を実行するための手順の基本原則に精通している必要がありますできます。見てくれてありがとう!

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