Magnetische Abschirmungstensoren für 13C und 15N in organischen Festkörpern

Durch Fourier-Transformations-Kernresonanz an Festkörpern in hohen Magnetfeldern sind die Tensoren der magnetischen Abschirmung (oder chemischen Verschiebung) math image experimentell zugänglich geworden. Die Messungen wurden an 13C und 15N in Pulvern und Einkristallen bei Meßfrequenzen von 61 bzw. 32 MHz durchgeführt. Die Ergebnisse lassen bereits einige allgemeine Aussagen zu, sowohl über die Größe der Anisotropie als auch über die Orientierung des Hauptachsensystems von math image relativ zum Molekül. Dies gilt insbesondere für Kohlenstoffatome in sp2-Bindungen, wo die Richtung stärkster Abschirmung senkrecht auf der sp2-Ebene steht. Dies läßt sich theoretisch verstehen und zeigt, daß die math image-Tensoren für diese Kerne durch den paramagnetischen Teil dominiert werden. Für 13C und 15N können Abschirmungstensoren in isoelektronischen Systemen bestimmt werden, z. B. Benzoation und Nitrobenzol. Der Vergleich der math image-Anisotropien für eine Reihe solcher isoelektronischer Paare zeigt, daß die Anisotropie der Abschirmung für 15N generell wesentlich größer zu sein scheint. Die beobachteten Pulverspektren werden durch die Bewegung der Spins im Festkörper in charakteristischer Weise verändert. Durch Auswertung der beobachteten Linienformen ist es deshalb möglich, zuverlässige Information über die Umorientierung von Molekülen (bzw. Molekülteilen) im Festkörper zu erhalten. Als Beispiel wird die Umorientierung der P4-Tetraeder in festem weißen Phosphor diskutiert