Demonstration of local symmetry around Na+ and Rb+ solvated by liquid acetonitrile
Creators
- 1. Karlsruhe Univ. (T.H.) (Germany, F.R.). Inst. fuer Physikalische Chemie und Elektrochemie
Description
Nuclear magnetic relaxation rates of the ionic nuclei 23Na+ and 87Rb+ in acetonitrile(AN) solution increase strongly when small amounts of water are added. This effect is ascribed to the disturbance of a relatively high symmetry of the solvation shell in pure AN, since quadrupolar relaxation is very sensitive to symmetry changes. Comparison of experimental and theoretical 23Na+ and 87Rb+ relaxation rates in pure AN indicates symmetry quenching of the electric field gradient at the nuclear site. It is shown that measurement of the activation energy (Esub(A)) of the quadrupolar relaxation of ionic nuclei and subsequent comparison with the activation energy for the reorientation of the solvent molecules can provide a method for the detection of local symmetries around solvated ions. The 23Na+ and 87Rb+ relaxation rates in AN and also the 14N relaxation rate of AN have been measured as a function of temperature. The resulting activation energy values demonstrate indeed the presence of local symmetries in the systems under investigation. (orig.)
Abstract (German)
Die kernmagnetischen Relaxationsraten der Ionenkerne 23Na+ und 87Rb+ in Acetonitril(AN)-Loesung wachsen stark an, wenn kleine Mengen Wasser zugefuegt werden. Dieser Effekt wird der Stoerung einer im reinen AN relativ hoch symmetrischen Solvathuelle zugeschrieben, da die Quadrupol-Relaxationsrate sehr empfindlich auf Symmetrieaenderungen reagiert. Der Vergleich der experimentellen und theoretischen 23Na+- und 87Rb+-Relaxationsraten im reinen AN deutet auf eine durch Symmetrie verursachte Ausloeschung der elektrischen Feldgradienten am Kernort hin. Es wird gezeigt, dass die Messung der Aktivierungsenergie (Esub(A)) der Ionenkern-Quadrupolrelaxation und anschliessender Vergleich mit der Aktivierungsenergie fuer die Umorientierung der Loesungsmittelmolekuele eine Methode zum Nachweis lokaler Symmetrien um die solvatisierten Ionen darstellen kann. Es wurden die 23Na+- und 87Rb+-Relaxationsraten in AN sowie die 14N-Relaxationsrate von AN in Abhaengigkeit von der Temperatur gemessen. Die daraus gewonnenen Aktivierungsenergie-Werte zeigen in der Tat das Vorhandensein lokaler Symmetrien in den untersuchten Systemen. (orig.)Additional details
Additional titles
- Subtitle (English)
- A nuclear magnetic relaxation study
Publishing Information
- Journal Title
- Z. Phys. Chem., Neue Folge (Wiesbaden)
- Journal Volume
- 135
- Series
- CODEN: ZPCFA.;Z. Phys. Chem., Neue Folge (Wiesbaden).
- Journal Page Range
- 77-88
- ISSN
- 0044-3336
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 15066485
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Descriptors DEI
- ACETONITRILE; ACTIVATION ENERGY; ELECTROLYTES; LITHIUM IONS; LITHIUM 7; NITROGEN 14; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; ORGANIC SOLVENTS; RUBIDIUM 87; SODIUM IONS; SODIUM 23; SOLVATION; SPIN-LATTICE RELAXATION; SYMMETRY; TEMPERATURE DEPENDENCE
- Descriptors DEC
- ATOMIC IONS; BETA DECAY RADIOISOTOPES; BETA-MINUS DECAY RADIOISOTOPES; CHARGED PARTICLES; ENERGY; INTERMEDIATE MASS NUCLEI; IONS; ISOTOPES; LIGHT NUCLEI; LITHIUM ISOTOPES; MAGNETIC RESONANCE; NITRILES; NITROGEN ISOTOPES; NONAQUEOUS SOLVENTS; NUCLEI; ODD-EVEN NUCLEI; ODD-ODD NUCLEI; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC NITROGEN COMPOUNDS; RADIOISOTOPES; RELAXATION; RESONANCE; RUBIDIUM ISOTOPES; SODIUM ISOTOPES; SOLVENTS; STABLE ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES