Chemische Anwendungen der Elektronenresonanz

Abstract

Die Elektron-Spin-Resonanz (ESR) ist eine sehr empfindliche und spezifische Methode zum Nachweis paramagnetischer Substanzen, z.B. freier Radikale und paramagnetischer Metallkomplexe. Im Prinzip ist mit Hilfe der ESR die Beantwortung folgender drei Fragen möglich:

1. Sind in einer Probe paramagnetische Substanzen vorhanden ?
2. Wie groß ist die Konzentration der paramagnetischen Substanzen ?
3. Welche Art paramagnetischer Substanzen sind in der Probe enthalten ?

Es wird eine kurze Einführung in die theoretischen Grundlagen der ESR gegeben. An eine Übersicht über das Meßprinzip schließt sich eine Betrachtung quantitativer Messungen und der erreichbaren Empfindlichkeit an. Die Unterscheidung zwischen verschiedenen paramagnetischen Substanzen ist auf Grund ihrer verschiedenen g-Werte und der Hyperfeinstruktur (HFS) möglich. Letztere beruht auf der Kopplung zwischen dem ungepaarten Elektron und den magnetischen Momenten der im Molekül enthaltenen Kerne. Sie ist wegen der engen Beziehung zwischen Molekülstruktur und HFS-Spektrum von besonderer Wichtigkeit für die Chemie. Dies wird an einer Reihe von Beispielen erläutert. Dabei wird die Bedeutung einer möglichst guten Auflösung der HFS hervorgehoben und gezeigt, wie eine solche praktisch erreicht werden kann. Ein weiteres Beispiel behandelt die Untersuchung eines Elektron- Donator-Akzeptor-Gleichgewichts mittels ESR.