La interacció de contacte de Fermi és la interacció magnètica entre un electró i un nucli atòmic. La seva principal manifestació és en espectroscòpies de ressonància paramagnètica electrònica i ressonància magnètica nuclear, on és responsable de l'aparició d'acoblament hiperfí isotròpic.

Això requereix que l'electró ocupi un orbital s. La interacció es descriu amb el paràmetre A, que pren les unitats de megahertz. La magnitud d'A ve donada per aquesta relació

i

on A és l'energia de la interacció, μ n és el moment magnètic nuclear, μ e és el moment dipolar magnètic de l'electró, Ψ(0) és el valor de la funció d'ona de l'electró al nucli, i denota l'acoblament d'espíns mecànic quàntic.

S'ha assenyalat que és un problema mal definit perquè la formulació estàndard assumeix que el nucli té un moment dipolar magnètic, cosa que no sempre és així. center|miniatura|450x450px|Vista simplificada de la interacció de contacte de Fermi en termes d'espíns nuclears (fletxa verda) i electrònics (fletxa blava). 1: en H2, l'espín 1H polaritza l'espín de l'electró de manera antiparal·lela. Això, al seu torn, polaritza l'altre electró de l'enllaç σ antiparal·lel, tal com exigeix el principi d'exclusió de Pauli. L'electró polaritza l' altre H. Els nuclis d'1H són antiparal·lels i 1J HH té un valor positiu. Els nuclis d'H 2: 1H són paral·lels. Aquesta forma és inestable (té una energia E més alta) que la forma 1. 3: acoblament vicinal 1H J via nuclis de 12C o 13C. Igual que abans, però els espíns dels electrons en els orbitals p són paral·lels a causa de l'efecte 1 de Hund. regla. Els nuclis d'1H són antiparal·lels i 3JHH té un valor positiu.

Ús en espectroscòpia de ressonància magnètica miniatura|284x284px|Espectre de RMN d'1H de l'1,1'-dimetil niquelocè, que il·lustra els canvis químics espectaculars observats en alguns compostos paramagnètics. Els senyals nítids propers a 0 ppm provenen del dissolvent.Köhler, F. H., "Paramagnetic Complexes in Solution: The NMR Approach," in eMagRes, 2007, John Wiley. Aproximadament, la magnitud d' A indica fins a quin punt l'espín desaparellat resideix al nucli. Així doncs, el coneixement dels valors A permet cartografiar l'orbital molecular ocupat individualment.

Història La interacció va ser derivada per primera vegada per Enrico Fermi el 1930. Una derivació clàssica d'aquest terme es troba a "Classical Electrodynamics" de JD Jackson. En resum, l'energia clàssica es pot escriure en termes de l'energia d'un moment dipolar magnètic en el camp magnètic B(r) d'un altre dipol. Aquest camp adquireix una expressió simple quan la distància r entre els dos dipols tendeix a zero, ja que

Referències

Categoria:Magnetisme Categoria:Electromagnetisme