電子を含んだ少数分子集団の構造転移ダイナミクス

一小群含电子分子的结构转变动力学

基本信息

批准号：
20038015
负责人：
永田敬
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,余剰電子を含む分子集団(気相分子クラスター)に特有な強い振電相互作用を伴う構造変化に着目し,ナノスケール分子集合系の電子状態・幾何構造の変移,すなわち「構造転移ダイナミクス」の特徴を明らかにすることを目的として,以下の成果を得た.1. 電子の局在⇔非局在のモデル系である(CO_2)_t^-の2つの電子構造異性体CO_2^-・(CO_2)_<n-1>, C_2O_4^-・(CO_2)_<n-2>の存在比に対する水和の影響を,[(CO_2)_nH_2O]^-を対象とした赤外光解離分光とab initio計算によって調べた.その結果,非対称な水和によってCO_2^-・(CO_2)_<n-1>を選択的に安定化させる効果と,DIHB(double ionic H-bond)構造を形成することでC_2O_4^-・(CO_2)_<n-2>を安定化させる二つ効果が拮抗することで異性体存在比が決定され,両者の効果が逆転するクリディカルサイズがn=4であることを明らかにした.2. Ar溶媒和した水和電子クラスター(H_2O)_n^-Ar_mとニトロメンタン,アセトニトリルなどの極性分子との会合反応によって,分子M,水素結合ネットワーク(H_2O)_n(n=2,6,7)および余剰電子で構成された新規な双極子束縛型負イオンM・(H_2O)_n{e^-}が生成することを見出した.更に,赤外振動励起などの光刺激によって,M・(H_2O)_n{e^-}を水和原子価負イオンM^-(H_2O)_mへ変換できることを示した.この現象は凝縮相の溶媒和電子による1電子還元反応の気相モデルと見なせることから,電子移動による過渡的な準安定イオン種の生成と溶媒和による安定化を直接に実時間で観測できる可能性が得られた.

在这项研究中，我们专注于涉及包含过量电子的分子种群（气相分子簇）的强振动相互作用的结构变化，旨在阐明电子状态和几何结构变化的特征，即纳米级分子组合系统的“结构过渡动力学”。水合对两个电子结构isomers co_2^ - ・（co_2）_ <n-1>，c_2o_4^ - ・（co_2）_ <n-2> [（co_2）_nh_2o]^ - 和ab for [（CO_2）_NH_2O]的影响。结果表明，通过不对称的水合有选择性稳定co_2^ - ・（co_2）_ <n-1> _ <n-1>>稳定C_2O_4^ - ・（co_2）_ <n-2>的两种效果，形成双离子H-Bond（DIHB）结构，以及确定的iSomer Abund acundance acundance abundantans Abundantans Abundantans Abundantans Abund and Is的效果。 n = 4.2。 We found that the association reaction between Ar solvated hydrated electron clusters (H_2O)_n^-Ar_m with polar molecules such as nitromenthanes and acetonitrile produces a novel dipole-bound negative ion M·(H_2O)_n{e^-} composed of molecular M, hydrogen bond network (H_2O)_n(n=2,6,7) and盈余电子。此外，我们证明了M·（H_2O）_n {e^ - }可以通过光刺激（例如红外振动激发）转换为水合价值负离子M^ - （H_2O）_m。该现象可以被视为与凝结相的单电子还原反应的气相模型，并且可以直接观察到通过电子转移和溶解的瞬时亚稳态离子物种产生的可能性。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dual dipole-hound anion(H_2O)_n{e^-}M-Beyond floppiness toward fragility-

双偶极猎犬阴离子(H_2O)_n{e^-}M-超越软弱走向脆弱-

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Ochiai;Tetsuya K.Yanai;Seiji Mori;Tsunehiko Higuchi;A. Sekiguchi;H. Yasuda;野内哲也;M. Igarashi;Y.Inokuchi;R.Nakanishi;Seiji Mori;A. Sekiguchi;A.Muraoka;五十嵐正安;森聖治;A. Muraoka;安田浩之;山口直人;Y. Matsuyama;稲垣佑亮;吉川孝;Y. Inokuchi;横山たか;内記達哉;T.Nagata
通讯作者：
T.Nagata

水和電子クラスター(H_2O)_n^-の分子取込み反応 : 原子価負イオン生成vsネットワーク構造転移

水合电子簇(H_2O)_n^-的分子摄取反应：价态负离子生成与网络结构转变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jun Ochiai;Tetsuya K.Yanai;Seiji Mori;Tsunehiko Higuchi;A. Sekiguchi;H. Yasuda;野内哲也;M. Igarashi;Y.Inokuchi;R.Nakanishi;Seiji Mori;A. Sekiguchi;A.Muraoka;五十嵐正安;森聖治;A. Muraoka;安田浩之;山口直人;Y. Matsuyama;稲垣佑亮;吉川孝;Y. Inokuchi;横山たか;内記達哉;T.Nagata;関口章;中西隆造;中西隆造
通讯作者：
中西隆造

Structures of C_2S_4^-molecular anion : Photoelectron spectroscopy and theoretical calculations

C_2S_4^-分子阴离子的结构：光电子能谱和理论计算

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Chemical Physics Letters 457
影响因子：
0
作者：
Jun Ochiai;Tetsuya K.Yanai;Seiji Mori;Tsunehiko Higuchi;A. Sekiguchi;H. Yasuda;野内哲也;M. Igarashi;Y.Inokuchi;R.Nakanishi;Seiji Mori;A. Sekiguchi;A.Muraoka;五十嵐正安;森聖治;A. Muraoka;安田浩之;山口直人;Y. Matsuyama
通讯作者：
Y. Matsuyama

Structures of[H_2O・(CO_2)n]^+ and[CH_3OH・(CO_2)_n]^+(n=1-7)cluster ions studied by infrared photodissociation spectroscopy

红外光解光谱研究[H_2O·(CO_2)n]^+和[CH_3OH·(CO_2)_n]^+(n=1-7)簇离子结构

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Journal of Chemical Physics 129
影响因子：
0
作者：
Jun Ochiai;Tetsuya K.Yanai;Seiji Mori;Tsunehiko Higuchi;A. Sekiguchi;H. Yasuda;野内哲也;M. Igarashi;Y.Inokuchi
通讯作者：
Y.Inokuchi

Structures of[(CO_2)_n(CH_3OH)_m]^-(n=1-4, m=1, 2) cluster anions

[(CO_2)_n(CH_3OH)_m]^-(n=1-4, m=1, 2)簇阴离子的结构

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Journal of Physical Chemistry A112
影响因子：
0
作者：
Jun Ochiai;Tetsuya K.Yanai;Seiji Mori;Tsunehiko Higuchi;A. Sekiguchi;H. Yasuda;野内哲也;M. Igarashi;Y.Inokuchi;R.Nakanishi;Seiji Mori;A. Sekiguchi;A.Muraoka;五十嵐正安;森聖治;A. Muraoka
通讯作者：
A. Muraoka