17Oと29SiのNMRパラメータは,高解像度の固体NMRスペクトロスコピーと第一原理計算によるMgSiO3相である
Sharon E Ashbrook1, Andrew J Berry, Daniel J Frost
1School of Chemistry and EaStCHEM, University of St Andrews, North Haugh, St Andrews KY16 9ST, U.K. sema@st-andrews.ac.uk
この研究では,6つのマグネシウムシリケート (MgSiO3) ポリモルフの29Siおよび17O NMRパラメータについて詳細に説明しています. この発見は,地球上の酸素部位の割り当てを明確にしています.
科学分野:
- 地化学と材料科学 地化学と材料科学
- 固体核磁共振 (NMR) スペクトロスコーピーは,固体核磁共振 (NMR) スペクトロスコーピーを用います.
- コンピューティング・マテリアル・サイエンス・サイエンス
背景:
- マグネシウムシリケート (MgSiO3) ポリモルフは,地球のマントルの重要な構成要素であり,異なる圧力と温度下で構造的移行を示しています.
- これらの構造を理解することは,地震データとマントルの組成を解釈するために不可欠です.
研究 の 目的:
- 6つのMgSiO3ポリモルフの29Siと17O核磁気共鳴 (NMR) パラメータを決定する.
- 低圧ポリモルフにおける酸素部位を割り当て,高圧ポリモルフに対する最初の17O NMRデータを提供する.
- NMRパラメータを局所的な構造変化と相関させるため.
主な方法:
- 高解像度の固体NMRスペクトロスコーピーは,三重量子魔法の角度回転 (MAS),複数の量子MAS (MQMAS),および衛星移行MAS (STMAS) 実験を含む.
- プロジェクター拡張波 (GIPAW) 形式主義を含むゲージを用いた第一原理の計算. 周期的な境界条件.
- 29Siと17OのNMR化学シフトと四極性パラメータの分析.
主要な成果:
- 17O NMRスペクトルのオルト,クリノ,プロトエンスタチトの全ての酸素種を解き,割り当て,以前の割り当てとは異なる.
- マジョライト,アキモトイット,ペロブスキットに関する最初の17O NMRデータを提示し,以前の29Si NMRの発見を確認しました.
- 17Oの化学的シフトはSi-O結合長と相関しているが,協調環境の影響も受けることが実証された.
結論:
- この研究は,MgSiO3ポリモルフの決定的な17O NMR割り当てを提供し,地球のマントルの構造を理解するために不可欠です.
- NMRパラメータは,MgSiO3.3における局所構造,調整,結合の関係についての洞察を提供します.
- この研究は,地球科学における高圧鉱物相を検知するためにNMRを使用するための基礎を確立しています.
さらに関連する動画
08:42High-Sensitivity Nuclear Magnetic Resonance at Giga-Pascal Pressures: A New Tool for Probing Electronic and Chemical Properties of Condensed Matter under Extreme Conditions
Published on: October 10, 2014
09:37Imine Metathesis by Silica-Supported Catalysts Using the Methodology of Surface Organometallic Chemistry
Published on: October 18, 2019
関連する概念動画
NMR Spectroscopy: Chemical Shift Overview
For instance, the proton...
¹H NMR: Interpreting Distorted and Overlapping Signals
As Δν decreases and the signals move closer, the doublets appear increasingly distorted. The intensities of the inner lines increase at the cost of those of the outer lines as the signals are slanted or...
Chemical Shift: Internal References and Solvent Effects
The internal reference compound generally used in NMR spectroscopy is tetramethylsilane (TMS). TMS is preferred because it is chemically inert, soluble in NMR solvents, and easily removable. Also, the highly shielded methyl protons in TMS yield an intense...
Other Nuclides: 31P, 19F, 15N NMR
While fluorine-19 and phosphorous-31 have high natural abundances (100%) and positive gyromagnetic ratios, nitrogen-15 has a low natural abundance and a negative gyromagnetic ratio. However, nitrogen-15 is still preferred over nitrogen-14 (which has a high...
NMR Spectroscopy: Spin–Spin Coupling
Valence Bond Theory
