表面吸着分子とそのモデルクラスターにおける電子構造の対応性の研究

表面吸附分子与其模型团簇电子结构对应关系的研究

基本信息

批准号：
08454173
负责人：
美齊津文典
金额：
$ 5.12万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では凝縮相の金属-分子共存系(分子吸着金属表面、金属イオン溶解有機溶液など)の局所モデルとしての、金属原子およびそのクラスターと分子とからなるクラスターに着目し、その電子構造、幾何構造、反応性等に関する知見を得るために以下のような研究・開発を行つた。A.レーザー蒸発法によるクラスター負イオンビーム生成―磁気ボトル型電子エネルギー分析器の開発と金属クラスター-分子二成分クラスターヘの適用この課題においてはまず最初の一年間は装置製作と性能試験に費やした。実際の金属クラスターー分子二成分系として、Cu一NO系、CuーCO_2系、Na―NO系を取り上げ、それぞれに関して代表的なクラスター負イオンの光電子スペクトルを測定した。さらにこの実験結果を解釈するうえで密度汎関数法を用いた理論計算を行い、負イオンおよび対応する中性種の幾何構造、電子分布等に関して議論を行つた。特に後二者の系では負イオンにおいて、金属原子から分子への電子移動が起こつていることが明らかとなった。B.金属原子-有機分子クラスターの光イオン化と理論計算によるクラスター内電子移動過程の研究この課題では、中性の金属原子溶媒和型クラスターにおける電子移動過程を微視的に観測することを目的として、各クラスターの光イオン化敷居エネルギーを測定し、理論計算との比較から議論を行つた。具体的には、アルカリ金属(Li,Na,K)と有機分子(アセトニトリル、アセトン、アクリロニトリル)の組み合わせからなるクラスターに関してそれぞれ測定と計算を行つた。その結果、特にアクリロニトリル系では中性クラスター内で金属原子からの電子移動の結果、凝縮相におけるアニオン重合に対応した反応が誘起され、アクリロニトリル三分子が重合により環状分子となつて安定化されることが明らかとなった。

在本研究中，我们重点关注由金属原子及其团簇和分子组成的团簇作为凝聚相金属分子共存系统（分子吸附的金属表面、金属离子溶解的有机溶液等）的局部模型，并研究了它们的电子结构我们进行了以下研究和开发以获得有关结构、反应性等的知识。 A. 激光蒸发法产生团簇负离子束 - 磁瓶式电子能量分析仪的开发及其在金属团簇 - 分子二元团簇中的应用对于这个项目，我们花了第一年的时间建造设备并测试其性能。作为金属团簇分子的实际二元体系，我们选取了Cu-NO体系、Cu-CO_2体系和Na-NO体系，并测量了各体系典型团簇负离子的光电子能谱。此外，为了解释实验结果，我们利用密度泛函理论进行了理论计算，讨论了负离子和相应中性物种的几何结构、电子分布等。特别是在后两个系统中，已经清楚电子从金属原子到分子的转移发生在负离子中。 B. 利用金属原子-有机分子团簇光电离的团簇内电子转移过程研究及理论计算在本项目中，我们旨在微观观察中性金属原子溶剂化团簇中的电子转移过程，测量了金属原子-有机分子团簇的光电离阈值能量。每个簇并通过与理论计算进行比较进行讨论。具体来说，我们对由碱金属（Li、Na、K）和有机分子（乙腈、丙酮、丙烯腈）的组合组成的簇进行了测量和计算。结果，特别是在丙烯腈体系中，由于中性簇内的金属原子的电子转移，引发相当于凝聚相中的阴离子聚合的反应，三个丙烯腈分子聚合成为环状分子并稳定化。变得清晰起来。