環状炭素クラスターの振電状態の解明

阐明环状碳簇的电子振动状态

• 批准号: 09740430
• 负责人: 若林 知成
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740430/
• 关键词: carbon clusters; monocyclic rings; laser ablation; mass spectroscopy; matrix isolation; UV absorption; photoelectron spectroscopy; IR absorption; UV-vis absorption; dethydroannulenes

C_<60>をはじめとするフラーレン分子の生成中間体として、また、未同定の星間空間バンドの起源物質として注目を集めている、環状構造の炭素クラスターC_nについて、電子状態、振動構造を明らかにするために、グラファイトのタンデムパルスレーザー光照射による質量分析法、および、低温マトリックス分離分光法を用いた研究を行った。環状構造の炭素クラスターは、ヘリウム等の冷却ガス中でグラファイトのレーザー蒸発を行うことにより生成することが知られているが、本研究では、冷却ガスのない条件下で炭素棒のレーザーアブレーションを行い、環状炭素クラスターの生成を試みた。検出の都合上、測定は負イオンについて行った。真空中でグラファイト表面に単発のパルスレーザー光を照射して生成する負イオンは、そのほとんどが直鎖構造のクラスターであるが、レーザー光照射の約100μs後に、別のパルスレーザー光を同じグラファイト表面に照射することによって、先の照射により生成した中性炭素クラスターに電子付着させると、C_<10^->負イオンが選択的に生成することが明らかになった。このC_<10^->について光電子スペクトルを測定し、電子親和力、バンド構造等の考察から、C_<10^->およびC_<10>が環状構造であることを確認した。真空中のレーザーアブレーションにより、環状構造の炭素クラスターが生成するという報告は過去に例がない。低温マトリックス分離分光では、未同定の紫外吸収帯の整理をほぼ終え、その帰属は最終的な詰めの段階にきている。真空中で環状構造の炭素クラスター、特にC_<10>が多く生成することから、未同定バンドの幾つかは環状構造の炭素クラスターに帰属されると考えられる。

To clarify the electronic state and vibrational structure of the carbon cluster C_n with the ring structure, which has attracted attention as an intermediate for generating fullerene molecules such as C_<60> and as the origin of unidentified interstellar space bands, we conducted research using mass spectroscopy using tandem pulsed laser light irradiation of graphite and low-temperature matrix separation spectroscopy.众所周知，具有环形结构的碳簇是通过冷却气体（例如氦气）中石墨的激光蒸发而产生的，但是在这项研究中，尝试在没有冷却气体的情况下进行碳棒的激光消融，并尝试形成环状碳簇。为了检测目的，用负离子进行了测量。通过将单个脉冲激光束辐射到真空中的石墨表面上产生的大多数负离子是线性结构的簇，但是已经发现，当电子通过将另一个脉冲束在同一石墨表面上辐射到同一石墨表面上，将电子连接到先前的辐射产生的中性碳簇时，lasey y 100^lasey save a lastery saver-lasey save laste and save laste and lasey save-a lase countion saver-c_ <lasey save lasey save-c_ <lasey save-c_ <lasey save-c_ <。测量了该C_ <10^ - >的光电子光谱，并且通过对电子亲和力，带结构的考虑，可以证实C_ <10^ - >和C_ <10>是圆形结构。以前没有关于在真空中激光消融引起的环结构碳簇的报道。低温基质分离光谱几乎完成了未识别的紫外线吸收带的布置，其分配已达到最后阶段。由于在真空中产生了环结构的许多碳簇，尤其是C_ <10>，因此人们认为某些未识别的带被分配给环结构的碳簇。

项目成果

Y.Tobe et al.: "A New Entry into Cyclo[n]carbon:[2+2]Cycloreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" J.Am.Chem.Soc.118. 2758-2759 (1996)

Y.Tobe 等人：“环[n]碳的新进入：[2 2]丙烷环合脱氢环烯的环回复”J.Am.Chem.Soc.118。

M.Miki et al.: "Infrared Spectroscopic Studies of Carbon Clusters Trapped in Solid Parahydrogen" J.Phys.Chem.100. 12135-12137 (1996)

M.Miki 等人：“固体仲氢中捕获的碳簇的红外光谱研究”J.Phys.Chem.100。

Y.Tobe et al.: "[16.16.16](1,3,5)Cyclophanetetracosayne(C_<60>H_6): Aprecursor to C_<60> Fullerene" J.Am.Chem.Soc.120. 4144-4545 (1998)

Y.Tobe等人：“[16.16.16](1,3,5)Cyclophanetetracosayne(C_60>H_6)：C_<60>富勒烯的前体”J.Am.Chem.Soc.120。

T.Wakabayashi et al.: "Photoelectron Spectroscopy of C_n-Produced from Laser Ablated Dehydroannulene Derivatives Having Carbon Ring Size of n=12,16,18,20,and 24" J.Chem.Phys.107. 4783-4787 (1997)

T.Wakabayashi 等人：“由激光烧蚀的碳环尺寸为 n=12、16、18、20 和 24 的脱氢轮烯衍生物生产的 C_n 的光电子能谱”J.Chem.Phys.107。

Y.Tobe et al.: "Generation of Cyclocarbons with 4n Carbon Atoms(C_<12>,C_<16>,and C_<20>)by[2+2]Cycroreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.35. 1800-1802 (1996)

Y.Tobe 等人：“通过 Propellane-Annulated DeHydroannulenes 的 [2 2]Cycroreversion 生成具有 4n 碳原子（C_<12>、C_<16> 和 C_<20>）的环碳”Angew.Chem.Int。