relaxacao dipolo -dipolo
Post on 05-Apr-2018
220 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
1/9
UNIVERSIDADE EDUARDO
MONDLANE
FACULDADE DE CINCIAS
DEPARTAMENTO DE FSICA
SECO DE FSICA
MDICA
Mecanismos De Relaxao Nuclear
(Relaxao dipolo- dipolo)
(pesquisa bibliogrfica)
Docente: professor Doutor. A.M.Maphossa Discentes: Belarmino Matsinhe
Maputo, 2011
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
2/9
RMN-1
ii
INDICE DE SUMARIO PAG
RESUMO................................................................................................................................................... iii
1 INTRODUO........................................................................................................................................ 1
!objectvo ..................................................................................................................................................... 1
2 REVISO BIBLIOGRAFICA .................................................................................................................. 2
2.1 campo magntico de uma carga em movimento ................................................................................. 2
2.2 Dipolos magnticos......................................................................................................................32.3 Relaxao dipolo-dipolo(DD) .................................................................................................................. 3
2.4 Dinmica dos tempos de relaxao ..................................................................................................... 4
3. consideraes finais.................................................................................................................................. 6
4. Bibliografia consultada ............................................................................................................................. 6
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
3/9
RMN-1
iii
RESUMO
O objectivo desta pesquisa bibliogrfica descrever em linhas gerais o mecanismo de relaxao
dipolo-dipolo. Embora existe basicamente dois tipos de interaes: as interaes magnticas que
venvolvem o acoplamento dos momentos magnticos nucleares, e as interaes de natureza
eltrica, que envolvem acoplamentos com o momento de quadrupolo eltrico do ncleo. Algumas
das interaes magnticas importantes so: a) acoplamentos dipolo-dipolo homo e hetero
nucleares, b) acoplamentos dipolar e escalar entre o spin nuclear e spin eletrnico, e c) interao
entre o spin nuclear e os eltrons de conduo. Entre os mecanismos de relaxao mais
importantes esto: (i) o dipolar, (ii) o quadrupolar, (iii) a relaxao por anisotropia de deslocamento
qumico anisotrpico, (iv) a relaxao por acoplamento escalar, (v) a relaxao spin rotacional.na
verdade, qualquer um destes mecanismos origina campos magnticos flutuantes no ncleo, sendo
pois um mecanismo para relaxao, pelo que , discutiremos em breve com algum permenor o
mecanismo de relaxao dipolo-dipolo.
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
4/9
RMN-1
1
1 INTRODUO
Neste trabalho ser abordada os principios bsicos de um dos mecanismos de relaxao,o
que contribui para o estudo da dinmica de sistemas orgnicos e inorgnicos. Estas tcnicas
bsicas de RMN sero discutidas levando-se em considerao os aspectos mais importantes.
O desafio agora, descrever asseguir de forma compacta e informativa os princpios sobre
o campo magntico de uma carga em movimento, dipolos Magnticos at a dinmica dos
tempos de relaxao.
!objectvo
descrever em linhas gerais o mecanismo de relaxao dipolo-dipolo.
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
5/9
RMN-1
2
2 REVISO BIBLIOGRAFICA
As interaes entre os spins em uma amostra volumtrica e sua vizinhana so
caracterizadas por dois parmetros chamados de tempo de relaxao longitudinal e
transversal, T1 e T2. A constante T1 est relacionada ao tempo de retorno da magnetizao
para o eixo longitudinal e influenciada pela interao dos spins com a rede. J a constante T2
faz referncia reduo da magnetizao no plano transversal e influenciada pela interao
spin-spin (dipolo-dipolo).
De tal maneira, a discusso da influncia do mecanismo da interao spin-spin (dipolo-
dipolo) para o processo de relaxao comea com a formulao dos princpios sobre o campo
magntico de uma carga em movimento, dipolos Magnticos at a dinmica dos tempos de
relaxao.
2.1 campo magntico de uma carga em movimento
Pela teria classica uma carga elctrica em movimento,pode ser representado como
mostra a fig.1.
Fig1. Campo magntico produzido por uma carga positiva em movimento
Esta carga. produz, alm do seu campo elctrico, um campo magntico dada pela expresso:
(1)
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
6/9
RMN-1
3
2.2Dipolos magnticosQuando uma particular carregada se move numa rbita fechada,como o caso de um
electro num tomo, produz um campo magntico em que as linhas de fora formam espirais
em volta da rbita. Essas linhas seguem a partcula no seu movimento. Se a partcula se move
em uma trajectria circular a velocidade da partcula em qualquer ponto tangencial logo, oproduto vectorial da equao em (1) torna-a em seguinte expresso:
(2)
o momento angular da partcula L = mvr. Assim sendo, o campo magntico centro da
trajectria ser:
(3)
Assim sendo, ento teremos: = (4)
2.3 Relaxao dipolo-dipolo(DD)
Consideremos dois ncleos A e X de spin I = ; com momentos magnticos e ;
respectivamente, no seio um campo Magntico uniforme como mostra a fig.2
Fig.2 efeito dipolar dum momento magntico nuclear-difinies geomtricas
Pela teria quntica sabe-se que uma partcula que descreve uma rbita fechada, como um electro
(spin) num tomo constitui um dipolo magntico. E o momento magntico do spin (partcula) dado
como:
= L
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
7/9
RMN-1
4
para alm deste campo, cada ncleo est tambm sujeito ao campo dipolar local do seu
vizinho, dado pala segunte Equao:
= -1) = -1) (5)
Uma vez que, cada ncleo est sujeito ao campo dipolar do seu vizinho, haver uma
interao cuja energia classica pode ser dada por:
U = (6)
Assim sendo, o operador quntico de energia para a interaco dipolar ser dada como:
DD = ]
Introduzindo R = e designa-se constante de acoplamento dipolar.ento:
DD = R ] (7)
2.4 Dinmica dos tempos de relaxao
Quanto ao estudo da dinmica molecular pela tcnica de T1, temos como realizar tal
experimento com funo da temperatura, obtendo no T1 direto, mas sim uma taxa de
relaxao em funo da temperatura. A taxa de relaxao dada da seguinte forma:
(8)
onde a constate C = R contm toda a informao da interao que est ocorrendo,e J(0,Tc)
uma funo da dinmica, conhecida como densidade espectral. E dada como:
(9)
Se for possvel definir um tempo de correlao Tc para o movimento molecular, G(t)
decai exponencialmente para zero,uma vez que G(0) = 1, logo a equao [8] torna-se:
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
8/9
RMN-1
5
(10)
Substituindo (10) em (8) obtemos:
(11)
Cada um dos operadores em (7) equivale a transio induzida pelo operador de hamilton paraenergia,como mostra a tabela 1:
Tabela1: transies induzidas pelo hamiltoniano dipolar
Onde os indices 0, 1 e 2 indicam a variao do numero quntico total, e A e x so as
frequncias de Larmor apropriadas. Onde:
0 = (2R)2[ J (x - A )
1A = (2R)2J (x + A ) (12)
2 = (2R)2[ J (x + A )
Entretanto substituindo todos os termos na (7), teremos:
= (2R)2 [ J (x - A ) + 3J(A ) + 6J (xA )] (13 )
Os termos que causam relaxao spin-rede ( R e s) levam a uma incerteza nas
intensidades de transio, logo o alargamento dos sinais, isto resulta em
Transio Termo dipolar Velocidade detransio Dnsidade espectral
1A J(A )
1x J(x ) 0 J (x + A )
2 J (x - A )
-
7/31/2019 relaxacao dipolo -dipolo
9/9
RMN-1
6
= (2R)2[4J(0) + J (x - A ) + 3J(A ) +3J(x ) + 6J (x + A ) ] (14)
3. consideraes finais
Todos os operadores se spin dipolar, todos os seis percursos, contribuem para a
relaxaao, embora a regra de seleco limita a quatro os percursos permitidod para transioes
induzidas.
4. Bibliografia consultada
1. Banwell; C.N;(1983).Fundamentals of Molecular Spectroscopy.3a
edicao, New York.
2.Gil,V.S.M e Geraldes, C.G.C.(1987).Ressonncia Magntica Nuclear: fundamentos, mtodos e
aplicao.
3.Slichter.C.P;(1996).Principles of Magnetic Ressonance
top related