【摘要】 g 因子，如果分子的磁矩不为 0，也就是存在没有配对的电子，那么当有电磁波加到这个电子上面的时候， 这个电子存在自旋磁矩与磁场的方向相同、相反两种状态，两种状态能量不一样。磁场的强度越 大，两种状态的能量差也越大。当电磁波的单个光子能量 hγ（其中 h 为普朗克常数，γ为电磁 波的频率）正好等于这个能量差的时候，就会出现共振的情况，EPR 谱就会出现共振峰。

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g 因子

如果分子的磁矩不为 0，也就是存在没有配对的电子，那么当有电磁波加到这个电子上面的时候， 这个电子存在自旋磁矩与磁场的方向相同、相反两种状态，两种状态能量不一样。磁场的强度越 大，两种状态的能量差也越大。当电磁波的单个光子能量 hγ（其中 h 为普朗克常数，γ为电磁 波的频率）正好等于这个能量差的时候，就会出现共振的情况，EPR 谱就会出现共振峰。

 

即：△E=hγ=gβH，

因此，g=hγ/βH

其中 g 称作 g 因子（或者 g-tensor、g 张量），β为波尔磁子是一个常量，H 为磁场的强度。

当磁场的频率和强度满足上述关系的时候，就会发生共振，从而产生强的吸收峰。

 

因此，在理上要满足共振条件，有两种方法，对应的 EPR 检测也就有两种方法：

  1. 固定频率改变场强，即：扫场法；
  2. 固定场强改变频率，即：扫频法。

对于自由电子而言，g=2.0023，在不同的分子、材料里面，g 因子有所不同，这就是 EPR 能 检测到的重要物理量之一。

 

对于大多数分子，表现为各向异性，从而使 g 因子也是各向异性，则 g 因子的大小与自旋体系 相对于外磁场的方向有关。g 因子的各向异性通常用一个二级张量形式来描述。

由于分子的对称性，往往存在一个主轴系，如果把 x, y, z 坐标旋转到主轴系中，则 g 张量矩 阵只有对角元素，即：

 

g 张量可以通过 ADF 软件计算直接地得到，因为基于 Slater 基组 DFT 理论计算得到的电子密度与高精度从头算方法计算得到的电子密度， 几乎完全一致，近似为 CCSD 的精度。对于 EPR 而言，Gaussian 基组精度显著低于 Slater 基组

 

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