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D-和L-丙氨酸晶体的突现顺磁性:准一维N^+H…O^-氢键的自旋-轨道分离
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学] O642[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京大学化学与分子工程学院应用化学系,北京分子科学国家实验室,北京100871, [2]山东大学化学与分子工程学院,济南250061, [3]北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金(21002006,20452002)和国家科技部基础研究重大项目(2004-973-36)资助
中文摘要:

研究了与磁场强度相关的手性丙氨酸晶体的电子轨道运动的磁性质.根据丙氨酸单晶的两性离子(’NHs—C(CHs)H—COi)模型的手性和蛋白质中肽键晶格结构的螺旋性,当外加磁场为5一磁场方向平行于丙氨酸晶轴c(z)的极性N^+H…O^-氢键,观察到D一丙氨酸晶格中,氢原子的电子自旋翻转,在297.6K直接突现顺磁性-L-丙氨酸则先发生电子自旋转向,然后在303.9K突现顺磁性.实验发现:外加强磁场可以分裂手性丙氨酸晶格中氢键的简并顺磁态,并测出能差.本文进一步证明了准一维极性N^+H…O^-氢键在晶格中可以发生白旋.轨道分离。表现出一维物理的基本特征.

英文摘要:

We investigated the field-dependent magnetic properties of chiral alanine crystals, especially associated with the electronic orbital motions. Based on the chirality of the zwitterionic model (^+NH3- C(CH3)H-CO2-) and the helicity of the lattice structure of peptide bond in proteins, when an external field of 5 T was applied parallel to the preferred axis c(z) of the N+H...O- hydrogen bond in D-alanine, the electron spin-flip manifested emergent paramagnetism at 297.6 K. Because the spin magnetic dipole moment of hydrogen in L-alanine was originally aligned antiparallel to the field, the electron spins flipped firstly perpendicular to the field then manifested paramagnetism at 303.9 K. The magnetic field of 5 T split a degenerate energy level in the paramagnetic state of chiral alanine. Furthermore, the spin-orbital separation of the quasi-one dimensional N^+H…O^- hydrogen bond in the crystal lattice provided evidence for the hallmark of one-dimensional physics.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781