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顺磁性物质、反磁性物质及铁磁性物质
常见的磁敏感物质有顺磁性物质、反磁性物质及铁磁性物质。顺磁性物质具有未成对的轨道电子,它们在外加磁场存在时自身产生的磁场(M)与外加磁场(H)方向相同,具有正的磁化率(χ0)。而反磁性物质则没有成对的轨道电子,自身产生磁场(M)与外加磁场(H)方向相反,具有负的磁化率(χ0)。铁磁性物质可被磁场明显吸引,去除外磁场后仍可以被永久磁化,具有很大的磁化率。人体组织中绝大多数档掘磁敏感改变与血液中铁的不同键迟形式或出血等相关。血红蛋白的4个蛋白亚基(珠蛋白)分别包含一个由卟啉环包绕的铁离子(Fe2+),当血红蛋白中的Fe2+与氧结合时,无不成对电子,形成的氧合血红蛋白呈反磁性。当氧与铁离子分离形成脱氧血红蛋白时,血红蛋白的构像改变阻碍周围的水分子接近铁离子,形成的脱氧血红蛋白有4个不成对电子,呈顺磁性[9]。当脱氧血红蛋白中的Fe2+被进一步被氧化成Fe3+,形成高铁血红蛋白。正常情况下,在红细胞内这一过程被还原型辅酶所抑制,当这种机制失效(如出血)时,脱氧血红蛋白转变为高铁血红蛋白。高铁血红蛋白仅有很弱的磁敏感效应,稳定性差,易于解体,最终被巨噬细胞吞噬引起组织内含铁血黄素沉积,含铁血黄素为高顺磁性物质 。
血红蛋白包括含氧血红蛋白和去氧血红蛋白,两种血红蛋白对磁场有完全不同的影响:
氧合血红蛋白---是抗磁性物质,对质子弛豫没有影响,
去氧血红蛋白---是顺磁性物质,其铁离子有4个不成对电子,可产生横向磁化磁豫缩短效应(preferential T2 pro-ton relaxation effect,PT2PRE)。
组织内另一种磁敏感的源物质是非血红素铁,它常以铁蛋白的形式存在,表现为反磁性。组织内的钙化通常也呈反磁性,虽然磁敏感效应比铁弱,但也能导致可测量到的敏感性的变化。无论是顺磁性还是反磁性物质,均可使局部磁场发生改变而引起质子失相位,使质子自旋频率产生差别,如果施加一个足够长的TE,自旋频率不同的质子间将形成明显的相位差别。这样,磁敏感度不同的组织在SWI相位图行亮核上可以被区别出来 .
顺磁性材料有哪些?
常见的顺磁物质有氧气、金属铂(白金)、一氧化氮、含掺杂原子的半导体{如掺磷(P)或砷(As)的硅(Si)}、由幅照产生位错和缺陷的物质等。
还有含导电电子的金属如锂(Li)、钠(Na)等,这些顺核滑磁(性)金属的顺磁磁化率却与温度无关,这种金属的特殊顺磁性是可以用量子力学解释的。顺磁性是一种弱磁性。
顺磁性的应用
顺磁性有其重要的应用,从顺磁物质的顺磁性和顺磁共振可以研究其结构,特别是电子组态结构;利用顺磁物质的绝热去磁伍敏效应可以获得约1—10-3K的超低温度。
顺磁微波量子放大器是早期研制和应用的一种超低噪声的微波放大器,促进了激光器的研究和发明,在生命科学中,如血红蛋白和肌红蛋白在未同氧结合时为顺磁性,同氧结合后转变改橘腊为抗磁性。
这两种弱磁性的相互转变反映了生物体内的氧化还原过程 ,其磁性研究成为生命现象的一种方法;医学上从核磁共振成像技术发展到电子顺磁共振成像技术。
哪些物质是顺磁性物质 请列举几例
顺磁性是一种弱磁性.顺磁(性)物缺知质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩,因而具有原子或分子磁祥野矩.但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用),因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列伏宴消状态,原子磁矩互相抵消而无合磁矩.但是当受到外加磁场作用时,这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列,因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量.这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值,但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10-5),并且随温度的降低而增大.
一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝、铂等金属,都属于顺磁物质.氮的氧化物、稀土金属的盐一般也是都属于顺磁物质.
哪些物质是顺磁性物质
凡有未成对电子的分子,在外加磁场中必须沿磁场方向排列,分子的这种性质叫顺磁性,具有这种性质的物质称顺磁性物质。顺磁性物质是一种非铁磁性物质,如铂、铝、氧,把它们移近磁场时,可依磁场方向发生磁化,但很微弱。要用精密仪器才能测出。碱金属元素和除铁、钴、镍以外的过渡元素都具有顺磁性。一氧化氮和氧气是顺磁性气体。常见的顺磁启姿体有过渡金属的盐类、稀土金属的盐类及氧化物。温度高于磁转变温态高度时,序磁性帆旁尺物质也呈现为顺磁性,如室温情况下除钆以外的稀土金属。金属如锂、钠等,这些顺磁性金属的磁化率与温度无关,可以用量子力学解释。
什么样的物质具有顺磁性?
如果分子中有未成对的电子,则为顺滑运磁性(如O2),如果全部电子都成对,则为反磁性。
分子中总电子数为偶数:要根据成键状况仔神销细分析,有点复杂,一两句话讲不清楚;关键是价层简并轨道(能量一样的轨道)上填充的电子数与简并轨道数的关系:
电子数 2*简并轨道数,必有成单电子,顺磁性
电子数 = 2*简并轨道数,无成单电子,逆磁性
扩展资料:
顺磁性:如用磁化率游让游k=M/H来表示(M和H分别为磁化强度和磁场强度),从这个关系来看,磁化率k是正的,即磁化强度的方向与磁场强度的相同,数值为10-6—10-3量级。
一些原子核(如1H,7Li,11B,13C,17O等以及中子)具有磁矩,在磁场作用下会产生顺磁性,但其顺磁磁化率比电子对顺磁性的贡献小得多,只有10-6—10-10量级。因而在讨论物质的顺磁性时,可不计及核的顺磁性。
参考资料来源:百度百科-顺磁性
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