低温固相中の分子クラスター内反応の分光研究

低温固相分子簇内反应的光谱研究

基本信息

批准号：
09216210
负责人：
百瀬孝昌
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、固体パラ水素をマトリックスとするマトリックス分離法を用いると、気相と同程度あるいはそれ以上の分解能で溶質分子の振動および回転分光が可能であるという固体水素の特性を生かし、固体パラ水素内に分子クラスターを捕捉しその構造や電子状態とともに光励起に伴うクラスター内反応過程について、高分解能分光法の手法を用いて解析することを目的としている。本年度は、以下の研究成果を得た。1)固体水素中に捕捉したメタン分子の振動回転スペクトルの観測・解析を行い、その微細構造からメタン-水素間の分子間相互作用に関する定量的情報が得られることを示した。2)固体水素中にメタンクラスターを捕捉し、赤外スペクトルを観測した。そのスペクトルの線幅は約100MHzで、合計200本以上の遷移が観測された。このことは固体水素マトリックスが分子クラスターの分光にも有用であることを示している。そのスペクトルの解析からメタンクラスター中でもそれぞれのメタンの回転の量子状態が良く保存されていることを明らかにした。3)固体水素中に捕捉したヨウ化メチルの光分解により生成するメチルラジカルと水素分子との反応を赤外分光法により追跡した。その結果、メチルラジカルをB状態に光励起するとメチレンに解離し、すぐ水素分子と反応してメタンが生成する反応経路があることを明らかにした。また、メチルラジカルは基底状態では水素分子と反応しないが、重水素化したメチルラジカルでは水素分子と反応してメタンを生成することが明らかとなり、この反応が純粋なトンネル反応であることを示した。

本研究的目的是利用固体氢的特性，通过以固体仲氢为基体的基质分离方法，可以对溶质分子进行振动和旋转光谱分析，其分辨率可与或高于该分辨率。该项目的目的是利用高分辨率光谱技术捕获固体仲氢中的分子簇，并分析它们的结构和电子态，以及与光激发相关的簇内反应过程。今年，我们取得了以下研究成果。 1）我们观察并分析了固体氢中甲烷分子的振动旋转光谱，结果表明可以从精细结构中获得甲烷和氢分子间相互作用的定量信息。 2)在固体氢中捕获甲烷簇并观察其红外光谱。频谱线宽约为100MHz，总共观察到200多个跃迁。这表明固体氢基质对于分子簇的光谱也很有用。光谱分析表明，即使在甲烷簇内，每次甲烷旋转的量子态也得到了很好的保存。 3)通过红外光谱监测捕获在固体氢中的碘甲烷光解产生的甲基自由基与氢分子之间的反应。结果表明，存在这样的反应途径：当甲基自由基被光激发至B态时，它解离成亚甲基，亚甲基立即与氢分子反应生成甲烷。研究还表明，甲基自由基在基态下不与氢分子反应，但氘代甲基自由基与氢分子反应生成甲烷，表明该反应是纯隧道反应。