強光子場中での溶媒和金属クラスターイオンの反応ダイナミックス

强光子场中溶剂化金属簇离子的反应动力学

基本信息

批准号：
16032207
负责人：
冨宅喜代一
金额：
$ 4.99万
依托单位：
Kobe 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

1.強光子場中での気相溶媒和金属イオンクラスターの多価イオン化過程と金属イオンの酸化還元反応の機構解明と制御の可能性を検討するため、Mg(H_2O)_nやCa(H_2O)_nについて非経験的理論計算による構造計算とイオン化ポテンシャル(IP)および光解離分光法を用いた電子スペクトルの測定を行った。IPはサイズの増加とともに減少し、n【greater than or equal】9(Mg),n【greater than or equal】8(Ca)で3.18eVと一定の値に収束し、イオン対状態の形成を示唆する結果が得られた。またクラスターの構造とIPの計算を行い、Mg(H_2O)_nではn=6で水素結合ネットワークを有したring構造からMg-O結合が最多となる構造へ構造転移が起こることが予測され、実測のIPの急激な変化と一致することがわかった。さらに水和Mgクラスターの吸収スペクトルの測定を光解離分光法により行った。この結果、金属原子の^1P-^1S遷移は水が付加すると低エネルギー側にシフトし、原子から自発的にイオン化した電子がクラスターの表面で安定化されることを明らかにした。2.アルカリ金属を含む極性溶媒クラスターが、溶媒和電子の生成と金属の溶解過程の分子レベルでのモデルとして重要である点に注目し、レーザー蒸発法を用いて超音速噴流中に生成したNaクラスターを含む水クラスター負イオンNa_m^-(H_2O)_n(m【less than or equal】3)の光電子分光を行った。また非経験的分子軌道法を用いて、クラスターの構造および光電子スペクトルの理論計算を行い、微視的な溶解過程を研究した。さらにNa_m^-(H_2O)_4の光解離実験を行い、Na_3^-のクラスター内での溶解状態を実験的に検証した。

1. 为了研究阐明和控制气相溶剂化金属离子簇的多价电离过程以及金属离子在强光子场中的氧化还原反应的可能性，对Mg(H_2O)_n和Ca(H_2O)进行了计算使用从头理论计算计算_n的结构，并使用光解离光谱测量其电离势（IP）和电子光谱。 IP随着尺寸的增加而减小，并在n【大于或等于】9(Mg)和n【大于或等于】8(Ca)处收敛到恒定值3.18eV，表明形成了离子对状态。获得。我们还计算了簇结构和IP，并预测在Mg(H_2O)_n中，n=6时会发生结构转变，从具有氢键网络的环结构到具有最多Mg-O键的结构。被发现与知识产权的快速变化是一致的。此外，使用光解离光谱测量了水合镁簇的吸收光谱。结果表明，当添加水时，金属原子的^1P-^1S跃迁会转移到较低的能量，并且从原子自发电离的电子稳定在团簇表面。 2. 针对含有碱金属的极性溶剂簇作为溶剂化电子产生和金属溶解过程的分子水平模型的重要性，我们研究了水簇负离子Na_m^-(H_2O)的光电子能谱_n(m【小于等于】3) 包含簇。此外，利用从头算分子轨道方法，对团簇结构和光电子能谱进行了理论计算，并研究了微观溶解过程。此外，我们还进行了Na_m^-(H_2O)_4的光解实验，并实验验证了Na_3^-在团簇中的溶解状态。