Nuclear Magnetic Resonance Spectral Function and Moments for Proton Pairs in Powdered Paramagnetic Substances MnSO4·H2O and NiSO4·H2O

Función espectral y momentos de resonancia magnética nuclear para pares de protones en sustancias paramagnéticas en polvo MnSO4-H2O y NiSO4-H2O

El espectro de RMN viene determinado por la interacción de los núcleos resonantes entre las partículas de la sustancia. Estas interacciones dependen de la disposición espacial de las partículas y de su movimiento. Los parámetros que caracterizan las interacciones entre los iones paramagnéticos Me²+ (Me = Mn y Ni) y los protones del agua cristalina en polvo MnSO₄-1H₂O y NiSO₄-1H₂O se derivaron de las dependencias de la temperatura en el segundo momento de los espectros de RMN. Se calcularon los parámetros que caracterizan el campo magnético local que actúa sobre los pares de protones y se compararon con los obtenidos a partir del análisis de la forma del espectro de RMN.

INTRODUCCIÓN

La influencia de los iones paramagnéticos en la forma y el segundo momento de la línea de RMN del protón y algunos problemas asociados con la forma de la línea de estudio de RMN y con los cálculos del campo magnético local en sustancias paramagnéticas se estudiaron en artículos [1 - 6].

En este artículo analizamos las dependencias del segundo momento M₂ de RMN con la temperatura. Además del segundo momento M₂0 que corresponde a las interacciones nucleares dipolo-dipolo, la constante de Curie-Weiss θ y el momento magnético µi de los iones paramagnéticos pueden determinarse a partir de las dependencias de la temperatura. Los dos parámetros θ y M₂0 pueden determinarse directamente a partir de datos experimentales. Sin embargo, se requieren algunos conocimientos sobre las estructuras cristalinas de las sustancias estudiadas para el cálculo del momento magnético µi. Los parámetros que caracterizan el campo magnético local que actúa sobre los núcleos resonantes pueden calcularse sobre la base de los datos estructurales. Hemos calculado estos parámetros de acuerdo con un modelo estructural simplificado en el que solo dos iones paramagnéticos Me₂+ (Me = Mn, Ni) pueden interactuar con el par de protones del agua cristalina. Se calculó la función espectral para MnSO₄·1H₂O y NiSO₄·1H₂O y se evaluaron los parámetros que caracterizan el campo magnético local a partir del espectro experimental.

PARTE TEÓRICA

​Al examinar el fenómeno de RMN, los núcleos 1H - 1H se encuentran en un campo magnético con inducción [1 - 4, 9]:

​$B = B_r + B_d^{(t)} + B_d^{(n)}$  (1)