EPR测试g值是什么意思？我们先来看一下电子顺磁波谱仪EPR/ESR是测什么的？工作原理是什么？

电子顺磁共振波谱仪，又称作电子自旋共振仪（ESR），由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。

一、EPR（ESR）的构成：

电子顺磁共振波谱仪主要由微波发生与传导系统、谐振腔系统、电磁铁系统以及调制和检测系统四个部分组成。它是利用ESR原理工作的。

二、EPR（ESR）测试原理：

其基本原理为电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子,

它能进行两种运动:一是在围绕 原子核 的轨道上运动,二是通过本身中心轴所做的 自旋 .

由于电子运动产生 力矩 ,在运动中产生电流和 磁矩 ,在外加磁场中, 简并 的 电子自旋 能级 将产生分裂.若在垂直外磁场方向加上合适频率的 电磁波 ,能使处于低自旋能级的电子吸收电磁波能量而 跃迁 到高能级,从而产生电子的 顺磁共振 吸收现象。

三、EPR（ESR）测试的应用：

对象：含有一个或一个以上未成对电子的磁性物质

EPR/ESR多用于检测样品中自由基，电子，空穴的产生、过度金属价态分析样品中的金属价态

四、EPR测试g值是什么意思？

1、共振条件

电子和原子核一样是带电粒子，并且具有自旋(S)现象，自旋的电子因而产生磁场，具有磁矩μ，即旋转的电子是一个小的磁偶极子。

据量子力学，电子的自旋磁矩和自旋角动量间存在以下关系

μ=一gBS＾

μ一未成对电子的自旋磁矩

g 一无量纲因子，称g因子，

自由电子的g因子的值ge=2.0023

β一玻尔磁子，是电子磁矩的自然单位

S＾一自旋角动量算符

其在沿磁场方向的分量为Ms，只取两个值± 1/2号

2、g因子的概念

是能够反映顺磁性分子中电子自旋运动和轨道运动之间相互作用，即是反映自旋角动量和轨道角动量贡献大小的重要参数。

有助于了解信号来源和磁性粒子的性质。

对于自由电子而言,它只具有自旋角动量而无轨道角动量,或者说它的轨道角动量已经完全猝灭,因此其g因子的值ge=2.0023。对于大部分自由基，其g值都十分接近ge。

只有未成对的电子才有电子顺磁共振，对于分子中的未成对电子，除自旋运动外，还有轨道运动。因此，在外磁场作用下，轨道运动也会产生一个内磁场，这样未成对电子所处的磁场应为:

Hr= H +H’

但是，H’因不可测，故通常用g因子的变化来表示H的作用，即:

△E= gβH = hv

g=hv /βH

每个相同的g值对应一个特定的H（磁场强度值）根据公式，H越大，g就越小，是和频率有关的，

g因子由如下公式计算：

g=βHr/hv　

式中：β为玻尔磁子(9.27410×10-21尔格/高斯)

Hr为共振磁场强度（高斯）

h为普朗克常数（6.26620×10-27尔格/秒）

ν为微波频率（赫）

一般样品的g值是可以在用内标校正后直接得到的，即从测试得谱图中读取，一般WinEPR软件都可以实现，这样根据g值和文献报道来确认物种！

如图所示，横轴是磁场，用鼠标点到此谱图的相应位置软件就会显示此磁场值对应的g值。但是此图有个大前提，就是这些峰，对应的是一个电子的信号，如果谱图显示的是混合物，比如有多种电子的谱混在一起，此法是不适用的，必须是把单个电子的谱图找出来才能再用此法读取g值。

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