स्पिन रसायन: Difference between revisions
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स्पिन केमिस्ट्री [[रसायन विज्ञान]] और भौतिकी का उप-क्षेत्र है, जो रासायनिक कैनेटीक्स, [[प्रकाश रसायन]], परमाणु चुंबकीय अनुनाद और मुक्त कट्टरपंथी रसायन शास्त्र के | स्पिन केमिस्ट्री [[रसायन विज्ञान]] और भौतिकी का उप-क्षेत्र है, जो रासायनिक कैनेटीक्स, [[प्रकाश रसायन]], परमाणु चुंबकीय अनुनाद और मुक्त कट्टरपंथी रसायन शास्त्र के प्रतिच्छेदन पर स्थित है, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में चुंबकीय और [[स्पिन (भौतिकी)]] प्रभावों से संबंधित है। स्पिन केमिस्ट्री [[CIDNP|सीआईडीएनपी]] ( सीआईडीएनपी ), रासायनिक रूप से प्रेरित इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण ( सीआईडीईपी ), रासायनिक प्रतिक्रियाओं में चुंबकीय [[आइसोटोप]] प्रभाव जैसी घटनाओं से संबंधित है, और यह एवियन [[चुंबकत्व]] के लिए अंतर्निहित तंत्र में महत्वपूर्ण होने की परिकल्पना है।<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Hore|first1=P. J.|last2=Mouritsen|first2=Henrik|date=2016-01-01|title=मैग्नेटोरेसेप्शन का रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म|journal=Annual Review of Biophysics|volume=45|issue=1|pages=299–344|doi=10.1146/annurev-biophys-032116-094545|pmid=27216936|url=https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:c1e3c8ca-98b3-4e9d-8efd-0b9ad9b965eb}}</ref> और चेतना के लिए अंतर्निहित तंत्र में महत्वपूर्ण होने की परिकल्पना है।<ref name=":3">{{ Cite journal | last1 = Smith | first1 = J. | last2 = Zadeh Haghighi | first2 = H. | last3 = Salahub | first3 = D. | last4 = Simon | first4 = C. | title = Radical pairs may play a role in xenon-induced general anesthesia | journal = Sci. Rep. | year = 2021 | volume = 11 | issue = 1 | pages = 6287 | doi = 10.1038/s41598-021-85673-w | pmid = 33737599 | pmc = 7973516 | doi-access = free }}</ref> | ||
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=== रिएक्शन कैनेटीक्स और ज़ीमैन फ़ैक्टरी === | === रिएक्शन कैनेटीक्स और ज़ीमैन फ़ैक्टरी === | ||
स्पिन राज्य रासायनिक और जैव रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्र से संबंधित हैं क्योंकि बांड केवल विपरीत स्पिन (हंड के नियम) के दो इलेक्ट्रॉनों के बीच ही बन सकते हैं। कभी-कभी जब बंधन विशेष तरीके से टूट जाता है, उदाहरण के लिए, जब फोटॉन द्वारा मारा जाता है, बंधन में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन प्रत्येक संबंधित अणु को स्थानांतरित करता है, और कट्टरपंथी जोड़ी बनती है। इसके अतिरिक्त , बंधन में पहले से सम्मिलित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के स्पिन को संरक्षित किया जाता है,<ref name=":0" /><ref name=":1" /> जिसका अर्थ है कि अब बनने वाली रेडिकल-जोड़ी एकल है (प्रत्येक इलेक्ट्रॉन में विपरीत स्पिन है, जैसा कि मूल बंधन में है)। जैसे, उलटा रिएक्शन, अर्थात बंधन में सुधार, जिसे पुनर्संयोजन कहा जाता है, आसानी से होता है। रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म बताता है कि कैसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र, ज़ीमैन प्रभाव के साथ रेडिकल-जोड़ी पुनर्संयोजन को रोक सकते हैं, स्पिन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बीच की | स्पिन राज्य रासायनिक और जैव रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्र से संबंधित हैं क्योंकि बांड केवल विपरीत स्पिन (हंड के नियम) के दो इलेक्ट्रॉनों के बीच ही बन सकते हैं। कभी-कभी जब बंधन विशेष तरीके से टूट जाता है, उदाहरण के लिए, जब फोटॉन द्वारा मारा जाता है, बंधन में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन प्रत्येक संबंधित अणु को स्थानांतरित करता है, और कट्टरपंथी जोड़ी बनती है। इसके अतिरिक्त , बंधन में पहले से सम्मिलित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के स्पिन को संरक्षित किया जाता है,<ref name=":0" /><ref name=":1" /> जिसका अर्थ है कि अब बनने वाली रेडिकल-जोड़ी एकल है (प्रत्येक इलेक्ट्रॉन में विपरीत स्पिन है, जैसा कि मूल बंधन में है)। जैसे, उलटा रिएक्शन, अर्थात बंधन में सुधार, जिसे पुनर्संयोजन कहा जाता है, आसानी से होता है। रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म बताता है कि कैसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र, ज़ीमैन प्रभाव के साथ रेडिकल-जोड़ी पुनर्संयोजन को रोक सकते हैं, स्पिन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बीच की वार्तालाप, और दिखाता है कि कैसे ट्रिपल स्टेट की उच्च घटना रेडिकल प्रतिक्रियाओं को तेज करती है क्योंकि ट्रिपल केवल उत्पादों के लिए आगे बढ़ सकते हैं , और एकल अभिकारकों के साथ-साथ उत्पादों के साथ संतुलन में हैं।<ref name=":0" /><ref name=":1" /><ref name=":2">{{Cite web|url=http://www015.upp.so-net.ne.jp/h-hayashi/book.html|title=ＨＰ of Hisaharu Hayashi：Introduction to Dynamic Spin Chemistry|website=www015.upp.so-net.ne.jp|access-date=2016-12-05}}</ref> | ||
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Revision as of 22:52, 3 April 2023
स्पिन केमिस्ट्री रसायन विज्ञान और भौतिकी का उप-क्षेत्र है, जो रासायनिक कैनेटीक्स, प्रकाश रसायन, परमाणु चुंबकीय अनुनाद और मुक्त कट्टरपंथी रसायन शास्त्र के प्रतिच्छेदन पर स्थित है, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में चुंबकीय और स्पिन (भौतिकी) प्रभावों से संबंधित है। स्पिन केमिस्ट्री सीआईडीएनपी ( सीआईडीएनपी ), रासायनिक रूप से प्रेरित इलेक्ट्रॉन ध्रुवीकरण ( सीआईडीईपी ), रासायनिक प्रतिक्रियाओं में चुंबकीय आइसोटोप प्रभाव जैसी घटनाओं से संबंधित है, और यह एवियन चुंबकत्व के लिए अंतर्निहित तंत्र में महत्वपूर्ण होने की परिकल्पना है।[1] और चेतना के लिए अंतर्निहित तंत्र में महत्वपूर्ण होने की परिकल्पना है।[2]
रेडिकल-जोड़ी तंत्र
कट्टरपंथी-जोड़ी तंत्र बताता है कि इलेक्ट्रॉन स्पिन गतिकी को प्रभावित करके चुंबकीय क्षेत्र प्रतिक्रिया कैनेटीक्स को कैसे प्रभावित कर सकता है। रेडिकल इंटरमीडिएट्स से जुड़े कार्बनिक यौगिकों की प्रतिक्रियाओं में सबसे अधिक प्रदर्शित किया जाता है, चुंबकीय क्षेत्र उलटा प्रतिक्रियाओं की आवृत्ति को कम करके प्रतिक्रिया को गति दे सकता है।
इतिहास
रेडिकल-जोड़ी तंत्र सीआईडीएनपी और सीआईडीईपी के लिए स्पष्टीकरण के रूप में उभरा और 1969 में क्लॉस द्वारा प्रस्तावित किया गया; कपटीन और ओस्टरहॉफ।[3]
रेडिकल्स और रेडिकल-जोड़े
एक रेडिकल (रसायन विज्ञान) अणु है जिसमें विषम संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं, और यह अल्ट्रा-वायलेट विकिरण सहित विभिन्न तरीकों से प्रेरित होता है। इस विकिरण से कट्टरपंथी गठन के कारण सन बर्न अधिक सीमा तक होता है। रेडिकल-जोड़ी, चूंकि , केवल दो रेडिकल नहीं हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कट्टरपंथी-जोड़े (विशेष रूप से एकल) क्वांटम क्वांटम उलझाव हैं, यहां तक कि अलग-अलग अणुओं के रूप में भी।[1] कट्टरपंथी-जोड़ी तंत्र के लिए अधिक मौलिक, चूंकि , तथ्य यह है कि कट्टरपंथी-जोड़ी इलेक्ट्रॉनों में स्पिन (भौतिकी) के लिए छोटा स्पिन होता है, जो प्रत्येक अलग कट्टरपंथी को चुंबकीय क्षण देता है। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्पिन राज्यों को बदला जा सकता है।
सिंगलेट और ट्रिपल स्पिन स्टेट्स
रेडिकल-जोड़ी को साथ जोड़े गए दो अकेले इलेक्ट्रॉनों की स्पिन अवस्था द्वारा ट्रिपल स्टेट या सिंगल स्टेट के रूप में जाना जाता है। चक्रण संबंध ऐसा है कि दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन, प्रत्येक मूलक अणु में एक, विपरीत चक्रण (एकल; सहसंबद्ध) या ही चक्रण (ट्रिपलेट; सहसंबद्ध) हो सकते हैं। एकल अवस्था को ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों के घूमने का केवल ही विधि है जो एंटीकोर्सेलेट (एस) है, जबकि त्रिक अवस्था को ऐसा कहा जाता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन के स्पिन को तीन अलग-अलग तरीकों से सहसंबद्ध किया जा सकता है, जिसे T निरूपित किया जाता है।T+1, T0, और T−1.
रिएक्शन कैनेटीक्स और ज़ीमैन फ़ैक्टरी
स्पिन राज्य रासायनिक और जैव रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्र से संबंधित हैं क्योंकि बांड केवल विपरीत स्पिन (हंड के नियम) के दो इलेक्ट्रॉनों के बीच ही बन सकते हैं। कभी-कभी जब बंधन विशेष तरीके से टूट जाता है, उदाहरण के लिए, जब फोटॉन द्वारा मारा जाता है, बंधन में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन प्रत्येक संबंधित अणु को स्थानांतरित करता है, और कट्टरपंथी जोड़ी बनती है। इसके अतिरिक्त , बंधन में पहले से सम्मिलित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के स्पिन को संरक्षित किया जाता है,[1][3] जिसका अर्थ है कि अब बनने वाली रेडिकल-जोड़ी एकल है (प्रत्येक इलेक्ट्रॉन में विपरीत स्पिन है, जैसा कि मूल बंधन में है)। जैसे, उलटा रिएक्शन, अर्थात बंधन में सुधार, जिसे पुनर्संयोजन कहा जाता है, आसानी से होता है। रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म बताता है कि कैसे बाहरी चुंबकीय क्षेत्र, ज़ीमैन प्रभाव के साथ रेडिकल-जोड़ी पुनर्संयोजन को रोक सकते हैं, स्पिन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बीच की वार्तालाप, और दिखाता है कि कैसे ट्रिपल स्टेट की उच्च घटना रेडिकल प्रतिक्रियाओं को तेज करती है क्योंकि ट्रिपल केवल उत्पादों के लिए आगे बढ़ सकते हैं , और एकल अभिकारकों के साथ-साथ उत्पादों के साथ संतुलन में हैं।[1][3][4]
अगर रेडिकल-जोड़ी एनिसोट्रॉपिक है, तो ज़ीमन इंटरैक्शन रेडिकल के इलेक्ट्रॉन के स्पिन में से केवल को "फ्लिप" कर सकता है, जिससे सिंगलेट रेडिकल-जोड़े को ट्रिपल में परिवर्तित किया जा सकता है।[1]
ज़ीमन इंटरैक्शन स्पिन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बीच की वार्तालाप है, और समीकरण द्वारा दी गई है
कहाँ ज़ीमन प्रभाव की ऊर्जा है, लामरोर पुरस्सरण है, बाहरी चुंबकीय क्षेत्र है, बोहर चुंबक है, प्लैंक स्थिरांक है | प्लैंक स्थिरांक, और मुक्त इलेक्ट्रॉन का जी-कारक (भौतिकी) | जी-कारक है, 2.002319, जो विभिन्न मूलकों में थोड़ा भिन्न है।[1]
अन्य तरीकों से तैयार किए गए ज़ीमन इंटरैक्शन को देखना आम है।[4]
हाइपर फाइन इंटरेक्शन
हाइपरफाइन इंटरैक्शन, स्थानीय चुंबकीय समस्थानिकों के आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र, कट्टरपंथी-जोड़े के स्पिन गतिकी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।[1][3][4]
ज़ीमन इंटरैक्शन और मैग्नेटोरेसेप्शन
क्योंकि ज़ीमन इंटरेक्शन चुंबकीय क्षेत्र और लामरोर आवृत्ति का कार्य है, इसे बाहरी चुंबकीय या लामरोर आवृत्ति को प्रायोगिक उपकरणों के साथ बदलकर बाधित या प्रवर्धित किया जा सकता है जो दोलनशील क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। यह देखा गया है कि प्रवासी पक्षी अपनी नौसंचालन क्षमताओं को ऐसी स्थितियों में खो देते हैं जहां ज़ीमान वार्तालाप कट्टरपंथी-जोड़े में बाधित होती है।[1]
बाहरी संबंध
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Hore, P. J.; Mouritsen, Henrik (2016-01-01). "मैग्नेटोरेसेप्शन का रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म". Annual Review of Biophysics. 45 (1): 299–344. doi:10.1146/annurev-biophys-032116-094545. PMID 27216936.
- ↑ Smith, J.; Zadeh Haghighi, H.; Salahub, D.; Simon, C. (2021). "Radical pairs may play a role in xenon-induced general anesthesia". Sci. Rep. 11 (1): 6287. doi:10.1038/s41598-021-85673-w. PMC 7973516. PMID 33737599.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 Vyushkova, Maria (April 2011). "स्पिन केमिस्ट्री के मूल सिद्धांत और अनुप्रयोग" (PDF). www.nd.edu. Notre Dame University. Retrieved 5 December 2016.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 "ＨＰ of Hisaharu Hayashi：Introduction to Dynamic Spin Chemistry". www015.upp.so-net.ne.jp. Retrieved 2016-12-05.
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