स्पिन रसायन

स्पिन केमिस्ट्री रसायन विज्ञान और भौतिकी का उप-क्षेत्र है, जो रासायनिक कैनेटीक्स, प्रकाश रसायन, परमाणु चुंबकीय अनुनाद और मुक्त मौलिक 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। और चेतना के लिए अंतर्निहित तंत्र में महत्वपूर्ण होने की परिकल्पना है।

रेडिकल-जोड़ी तंत्र

मौलिक-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।

रेडिकल और रेडिकल-जोड़े

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एक रेडिकल (रसायन विज्ञान) अणु है जिसमें विषम संख्या में इलेक्ट्रॉन होते हैं, और यह अल्ट्रा-वायलेट विकिरण सहित विभिन्न विधि से प्रेरित होता है। इस विकिरण से मौलिक गठन के कारण सन बर्न अधिक सीमा तक होता है। रेडिकल-जोड़ी, चूंकि , केवल दो रेडिकल नहीं हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि मौलिक-जोड़े (विशेष रूप से एकल) क्वांटम क्वांटम उलझाव हैं, यहां तक ​​कि अलग-अलग अणुओं के रूप में भी। मौलिक-जोड़ी तंत्र के लिए अधिक मौलिक, चूंकि , तथ्य यह है कि मौलिक-जोड़ी इलेक्ट्रॉनों में स्पिन (भौतिकी) के लिए छोटा स्पिन होता है, जो प्रत्येक अलग मौलिक को चुंबकीय क्षण देता है। इसलिए, चुंबकीय क्षेत्र द्वारा स्पिन अवस्थाओ को बदला जा सकता है।

सिंगलेट और ट्रिपलेट स्पिन अवस्था

रेडिकल-जोड़ी को साथ जोड़े गए दो अकेले इलेक्ट्रॉनों की स्पिन अवस्था द्वारा त्रिगुण अवस्था या एकल अवस्था 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 (त्रिगुण ; 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 विधि से सहसंबद्ध किया जा सकता है, जिसे T₊₁, T₀, और T₋₁.निरूपित किया जाता है।

विपरीत चक्रण वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच संबंध का सरल आरेख

प्रतिक्रिया कैनेटीक्स और ज़ीमैन परस्पर क्रिया

स्पिन अवस्था 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 विधि 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 मौलिक जोड़ी बनती है। इसके अतिरिक्त , बंधन में पहले से सम्मिलित प्रत्येक इलेक्ट्रॉन के स्पिन को संरक्षित किया जाता है, 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 प्रतिक्रिया , 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 त्रिगुण अवस्था 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।

अगर रेडिकल-जोड़ी एनिसोट्रॉपिक है, तो ज़ीमन परस्पर क्रिया 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।

रेडिकल-पेयर मैकेनिज्म की विशिष्ट प्रतिक्रिया योजना, जो सिंगलेट बनाम ट्रिपलेट रेडिकल-जोड़े से वैकल्पिक उत्पाद निर्माण के प्रभाव को दर्शाती है। ज़ीमन और अति सूक्ष्म परस्पर क्रिया पीले बॉक्स में प्रभावी होते हैं, जो प्रक्रिया में चरण 4 के रूप में दर्शाए जाते हैं

ज़ीमन परस्पर क्रिया स्पिन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के बीच की वार्तालाप है, और समीकरण द्वारा दी गई है

$\Delta E=h\nu _{L}=g\mu _{B}B,$

जहाँ $\Delta E$ ज़ीमन प्रभाव की ऊर्जा है, $\nu _{L}$ लामरोर पुरस्सरण है, $B$ बाहरी चुंबकीय क्षेत्र है, $\mu _{B}$ बोहर चुंबक है, $h$ प्लैंक स्थिरांक है | प्लैंक स्थिरांक, और $g$ मुक्त इलेक्ट्रॉन का जी-कारक (भौतिकी) | जी-कारक है, 2.002319, जो विभिन्न मूलकों में थोड़ा भिन्न है।

अन्य विधि से तैयार किए गए ज़ीमन परस्पर क्रिया को देखना आम है।

हाइपर फाइन परस्पर क्रिया

हाइपरफाइन परस्पर क्रिया , स्थानीय चुंबकीय समस्थानिकों के आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र, मौलिक-जोड़े के स्पिन गतिकी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

ज़ीमन परस्पर क्रिया और मैग्नेटोरेसेप्शन

क्योंकि ज़ीमन परस्पर क्रिया 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 मौलिक-जोड़े में बाधित होती है।

बाहरी संबंध

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