電子(zi)順(shun)磁共(gong)振（electron paramagnetic resonance，EPR）是(shi)由(you)不配(pei)對電子(zi)的(de)磁矩發(fa)源(yuan)的(de)壹(yi)種磁共(gong)振技(ji)術，可(ke)用(yong)於從定性(xing)和(he)定(ding)量(liang)方面(mian)檢(jian)測物(wu)質原(yuan)子(zi)或分(fen)子(zi)中所含(han)的(de)不配(pei)對電子(zi)，並探索(suo)其周圍環境的(de)結構(gou)特性(xing)。對自(zi)由(you)基而(er)言，軌道磁矩幾(ji)乎(hu)不(bu)起(qi)作(zuo)用，總(zong)磁矩的(de)絕大部分（99%以上）的(de)貢獻(xian)來(lai)自電子(zi)自(zi)旋(xuan)，所以(yi)電子(zi)順(shun)磁共(gong)振亦稱“電子(zi)自(zi)旋(xuan)共(gong)振"（ESR）。
歷(li)史進(jin)程
電子(zi)順(shun)磁共(gong)振首先(xian)是(shi)由(you)前(qian)蘇聯物(wu)理(li)學家 E·K·紮沃(wo)伊(yi)斯基於1944年從MnCl2、CuCl2等順(shun)磁性(xing)鹽(yan)類(lei)發(fa)現(xian)的(de)。物理(li)學家最(zui)初用(yong)這種技(ji)術研(yan)究(jiu)某(mou)些(xie)復雜原子(zi)的(de)電子(zi)結(jie)構(gou)、晶體結(jie)構、偶極(ji)矩(ju)及(ji)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)等問題。以(yi)後(hou)化學家根(gen)據電子(zi)順(shun)磁共(gong)振測量(liang)結果(guo)，闡(chan)明了(le)復雜的(de)有機化合物中的(de)化學鍵和(he)電子(zi)密(mi)度分布以(yi)及(ji)與反(fan)應機理(li)有(you)關的(de)許多問題。美(mei)國的(de)B·康(kang)芒(mang)納等人(ren)於1954年將電子(zi)順(shun)磁共(gong)振技(ji)術引入生(sheng)物(wu)學的(de)領域之(zhi)中，他們(men)在(zai)壹(yi)些植物(wu)與動物(wu)材(cai)料中觀(guan)察(cha)到有(you)自由(you)基存(cun)在(zai)。20世紀60年代(dai)以來(lai)，由(you)於儀器不斷改(gai)進(jin)和(he)技(ji)術不斷創(chuang)新，電子(zi)順(shun)磁共(gong)振技(ji)術已(yi)在(zai)物(wu)理(li)學、半導體、有(you)機化學、絡合物化學、輻(fu)射化學、化工(gong)、海洋(yang)化學、催(cui)化劑、生(sheng)物(wu)學、生(sheng)物(wu)化學、醫學、環境科學、地(di)質探(tan)礦(kuang)等許多領域內(nei)得(de)到廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)。
基本原(yuan)理(li)
子(zi)是(shi)具(ju)有壹(yi)定質量(liang)和(he)帶(dai)負(fu)電荷的(de)壹(yi)種基(ji)本粒(li)子(zi)，它(ta)能(neng)進(jin)行兩(liang)種運動；壹(yi)種是(shi)在(zai)圍繞原(yuan)子(zi)核(he)的(de)軌道上運動，另(ling)壹(yi)種是(shi)對通(tong)過(guo)其中心的(de)軸所作(zuo)的(de)自旋(xuan)。由(you)於電子(zi)的(de)運動產(chan)生(sheng)力(li)矩，在(zai)運動中產(chan)生(sheng)電流(liu)和(he)磁矩。在(zai)外(wai)加(jia)恒(heng)磁場(chang)H中，電子(zi)磁矩的(de)作(zuo)用如同細小的(de)磁棒或磁針，由(you)於電子(zi)的(de)自旋(xuan)量(liang)子(zi)數(shu)為(wei)1/2，故(gu)電子(zi)在(zai)外(wai)磁場(chang)中只有(you)兩(liang)種取(qu)向：壹(yi)與H平(ping)行，對應(ying)於低(di)能(neng)級，能(neng)量(liang)為-1/2gβH；壹(yi)與H逆(ni)平行，對應(ying)於高(gao)能(neng)級，能(neng)量(liang)為+1/2gβH，兩(liang)能(neng)級之(zhi)間的(de)能(neng)量(liang)差為(wei)gβH。若(ruo)在(zai)垂(chui)直於H的(de)方向(xiang)，加(jia)上(shang)頻率(lv)為v的(de)電磁波使(shi)恰能(neng)滿足(zu)hv=gβH這壹(yi)條件時，低(di)能(neng)級的(de)電子(zi)即(ji)吸(xi)收(shou)電磁波能(neng)量(liang)而躍遷到高(gao)能(neng)級，此即(ji)所謂(wei)電子(zi)順(shun)磁共(gong)振。在(zai)上(shang)述(shu)產(chan)生(sheng)電子(zi)順(shun)磁共(gong)振的(de)基本條件中，h為(wei)普朗克(ke)常(chang)數(shu)，g為波譜(pu)分裂(lie)因(yin)子(zi)（簡稱g因(yin)子(zi)或g值(zhi)），β為(wei)電子(zi)磁矩的(de)自然(ran)單位(wei)，稱玻爾(er)磁子(zi)。以(yi)自(zi)由(you)電子(zi)的(de)g值(zhi)=2.00232，β=9.2710×10-21爾(er)格/高(gao)斯，h=6.62620×10-27爾(er)格·秒，代(dai)入上(shang)式，可(ke)得(de)電磁波頻率(lv)與共(gong)振磁場(chang)之(zhi)間的(de)關系式：（高(gao)斯）= 2.8025（兆(zhao)赫） [1]
①在(zai)分(fen)子(zi)軌道中出(chu)現(xian)不(bu)配(pei)對電子(zi)（或稱單(dan)電子(zi)）的(de)物質。如自由(you)基（含(han)有壹(yi)個單(dan)電子(zi)的(de)分子(zi)）、雙(shuang)基(ji)及多基（含(han)有兩(liang)個及兩(liang)個以上(shang)單電子(zi)的(de)分子(zi)）、三(san)重(zhong)態(tai)分(fen)子(zi)（在(zai)分(fen)子(zi)軌道中亦具有兩(liang)個單電子(zi)，但它們(men)相(xiang)距很(hen)近(jin)，彼此間有很強(qiang)的(de)磁的(de)相(xiang)互作(zuo)用，與雙(shuang)基(ji)不同(tong)）等。
②在(zai)原(yuan)子(zi)軌道中出(chu)現(xian)單(dan)電子(zi)的(de)物質，如堿(jian)金屬(shu)的(de)原子(zi)、過(guo)渡(du)金屬(shu)離(li)子(zi)（包括鐵族、鈀(ba)族、鉑(bo)族離(li)子(zi)，它(ta)們(men)依次具(ju)有(you)未(wei)充(chong)滿的(de)3d，4d，5d殼層(ceng)）、稀(xi)土(tu)金屬(shu)離(li)子(zi)（具(ju)有(you)未(wei)充(chong)滿的(de)4f殼層(ceng)）等。 [1]
絕大多數儀器工(gong)作(zuo)於微波區，通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)固(gu)定微波頻率(lv)v，而改(gai)變(bian)磁場(chang)強(qiang)度(du)H來(lai)達到共(gong)振條件。但實際上(shang)v若(ruo)太(tai)低(di)，則所用(yong)波(bo)導(dao)答尺(chi)寸(cun)要加(jia)大，變(bian)得(de)笨(ben)重(zhong)，加(jia)工(gong)不(bu)便(bian)，成本貴(gui)；而v又(you)不(bu)能(neng)太(tai)高(gao)，否(fou)則(ze)H必(bi)須(xu)相(xiang)應(ying)提(ti)高(gao)，這時電磁鐵中的(de)導線(xian)匝(za)數(shu)要加(jia)多，導線(xian)加(jia)粗(cu)，磁鐵要加(jia)大，亦使(shi)加(jia)工(gong)困(kun)難(nan)。
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