ナトリウム原子、正負イオンの溶媒和クラスターの構造と電子状態の理論的比較研究

钠原子与正负离子溶剂化团簇结构和电子态的理论比较研究

基本信息

批准号：
06740453
负责人：
橋本健朗
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tokyo Metropolitan 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

非経験的分子軌道計算により、Na(H_2O)_n(n=1-6)、Na(NH_3)_n(n=1-6)の構造と分子振動数、赤外吸収及びラマン散乱スペクトルの計算、Na(H_2O)_n(n=1-6)、Na(NH_3)_n(n=1-6)とその正負イオンの構造、電子状態の系統的、理論的比較を行った。計算にはワークステーションクラスターを用いた並列処理などを応用した。その結果以下のことがわかった。(1)Na(N_2O)_n(n=1-6)はnの増加とともにNaが水クラスターの上にのる表面型構造とNaが水に内包される構造がエネルギー的に近接して存在するがNa(NH_3)_n(n=1-6)では内包型のみが安定に存在する。(2)正イオンではH_2OでもNH_3でも内包型構造が安定でnの変化に伴うエンタルピー変化は実験と良く一致する。(3)中性と正イオンでは溶媒分子間の水素結合と、Na-溶媒相互作用が安定構造を決める重要な要素だが、nが5以上で第二層を持つ構造ではNa-第一層分子-第二層分子間の三体相互作用も重要になる。(4)中性クラスターのイオン化ポテンシャルのn依存性は、構造を反映したHOMOの電子分布と関連づけて解釈できる。(5)負イオンでは水素をNaに向けて溶媒分子が結合する構造がnが小さいと安定だがnの増加により中性クラスターの安定構造に似た構造とのエネルギー差が非常に小さくなる、(6)計算による負イオンの垂直電子脱離エネルギーは実験と良く一致する。(7)溶媒がアンモニアの場合に見られる垂直電子脱離エネルギーを実験で観測したスペクトルの構造の解釈は、関連しそうな異性体を見つけることができたがさらに励起エネルギーなどを精密に計算する必要がある。

使用无孔分子轨道计算，我们对Na（H_2O）_n（N = 1-6），Na（nh_3）_n（n = 1-6），结构和电子状态的Na（n = 1-6），结构和电子状态的Na（n = 1-6）_n（n = 1-6）的结构和分子频率进行了系统和理论比较。 Na（nh_3）_n（n = 1-6）及其阳性和负离子。使用工作站簇的并行处理应用于计算。结果揭示了以下内容：（1）Na（n_2o）_n（n = 1-6）具有表面类型结构的能量近距离，其中Na随着N的增加而将Na放置在水群上，并且在水中封装了Na的结构，其中Na在水中的结构非常接近，但是NA（NH_3）_n（NH_3）_n（NH_3）_n = 1-6）已有一个St Stint st Stat st Stat an St Stint。（2）对于阳性离子，H_2O和NH_3均具有稳定的封装结构，并且与N的变化相关的焓变量与实验符合良好的一致性。（3）对于中性和正离子，溶剂分子和Na-溶剂相互作用之间的氢键是确定稳定结构的重要因素，但是对于N为5或更高的结构，Na-First和第二层分子之间的三体相互作用也很重要。（4）可以根据反映结构的HOMO的电子分布来解释中性簇的离子化电位的N依赖性。（5）对于负离子，溶剂分子与氢与Na键键合的结构和溶剂分子在N很小时稳定，但N的增加导致与中性簇的稳定结构的结构相似的能量差。（6）负离子的垂直电子解吸能的计算与实验非常吻合。（7）在实验中观察到的频谱结构的解释是在实验中观察到的垂直电子解吸能在溶剂为氨时看到的，它已经能够找到可能相关的异构体，但是有必要进一步准确计算激发能等。