特定の原子間の距離を高精度で評価可能
固体NMRによる原子間距離の評価
分子や結晶中において、空間的に近接した原子核同士には双極子相互作用が働くことが知られています。この相互作用の強さは原子間の距離の６乗に反比例するため、固体NMRを用いたSEDOR法(Spin Echo DOuble Resonance)で測定することによって原子間の距離を計測することができます。
測定原理
SEDOR法では、観測核(I)に対してSpin Echo法と呼ばれるパルス系列で測定し、パルス間の時間tを変化させつつピーク強度の減衰を観察します。さらに、観測核の180度パルスと同調したパルスを距離測定対象の核(S)に照射しながら同様の測定をし、観測核のピーク強度減衰を観察します(図1)。
相手の核への照射有無によるピーク強度の変化には、上述の式(1)のような関係が成り立つことが知られています。上記の式により、原子間の距離や元素の種類により定まる二次モーメント 2 が算出され、この二次モーメントから原子間の距離が算出されます(van Vleckの式(2))。
分析データ
フッ化リチウム(立方晶NaCl型a=4.02Å, Li-F間距離2.01Å)をモデルとして、SEDOR法を適用しLi-F間距離の計測を行いました。
得られた信号の減衰率から、二次モーメント 2 = 1.1 × 109 2⁄ 2と算出されます。また、この二次モーメント値からLi-F間の距離は1.94Å(a=3.88Å) となり、モデル値と近い値となっています。
POINT
