環状炭素クラスターの振電状態の解明

阐明环状碳簇的电子振动状态

• 批准号: 09740430
• 负责人: 若林 知成
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740430/
• 关键词: carbon clusters; monocyclic rings; laser ablation; mass spectroscopy; matrix isolation; UV absorption; photoelectron spectroscopy; IR absorption; UV-vis absorption; dethydroannulenes

C_<60>をはじめとするフラーレン分子の生成中間体として、また、未同定の星間空間バンドの起源物質として注目を集めている、環状構造の炭素クラスターC_nについて、電子状態、振動構造を明らかにするために、グラファイトのタンデムパルスレーザー光照射による質量分析法、および、低温マトリックス分離分光法を用いた研究を行った。環状構造の炭素クラスターは、ヘリウム等の冷却ガス中でグラファイトのレーザー蒸発を行うことにより生成することが知られているが、本研究では、冷却ガスのない条件下で炭素棒のレーザーアブレーションを行い、環状炭素クラスターの生成を試みた。検出の都合上、測定は負イオンについて行った。真空中でグラファイト表面に単発のパルスレーザー光を照射して生成する負イオンは、そのほとんどが直鎖構造のクラスターであるが、レーザー光照射の約100μs後に、別のパルスレーザー光を同じグラファイト表面に照射することによって、先の照射により生成した中性炭素クラスターに電子付着させると、C_<10^->負イオンが選択的に生成することが明らかになった。このC_<10^->について光電子スペクトルを測定し、電子親和力、バンド構造等の考察から、C_<10^->およびC_<10>が環状構造であることを確認した。真空中のレーザーアブレーションにより、環状構造の炭素クラスターが生成するという報告は過去に例がない。低温マトリックス分離分光では、未同定の紫外吸収帯の整理をほぼ終え、その帰属は最終的な詰めの段階にきている。真空中で環状構造の炭素クラスター、特にC_<10>が多く生成することから、未同定バンドの幾つかは環状構造の炭素クラスターに帰属されると考えられる。

C_ < > 60 を は じ め と す る フ ラ ー レ の ン molecules generated intermediates と し て, ま た, not with space between star の バ ン ド の origin material と し て attention を set め て い る, ring structure の carbon ク ラ ス タ ー C_n に つ い て, electronic states, vibrational structure を Ming ら か に す る た め に, グ ラ フ ァ イ ト の タ ン デ ム パ ル ス レ ー ザ ー light Irradiation による mass analysis method, および, low-temperature トリッ ス separation and spectrophotometry を are used to study を lines った with た た. Ring structure の carbon ク ラ ス タ ー は, ヘ リ ウ ム etc. の cooling ガ ス in で グ ラ フ ァ イ ト の レ ー ザ ー steamed 発 を line う こ と に よ り generated す る こ と が know ら れ て い る が, this study で は, cooling ガ ス の な い で under the condition of carbon rod の レ ー ザ ー ア ブ レ ー シ ョ ン を い, ring carbon ク ラ ス タ ー の generated を try み た. Close all the 検 and measure the に negative <s:1>, に に, に and て rows った. Vacuum で グ ラ フ ァ イ ト surface に 単 発 の パ ル ス レ ー ザ ー を sunlight し て generated す る negative イ オ ン は, そ の ほ と ん ど が straight lock structure の ク ラ ス タ ー で あ る が, レ ー ザ ー light の に, after about 100 mu s don't の パ ル ス レ ー ザ ー light を with じ グ ラ フ ァ イ ト surface に irradiation す る こ と に よ っ て, first の irradiation に よ り generated し た neutral carbon ク ラ ス タ ー に electronic pay the さ せ る と, C_ (10 ^ - > negative イ オ ン が sentaku に generate す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ の C_ (10 ^ - > に つ い て photoelectron ス ペ ク ト ル を し, electron affinity, バ ン ド の structure into account, か ら, C_ (10 ^ - > お よ び C_ 10 > < が ring structure で あ る こ と を confirm し た. A vacuum の レ ー ザ ー ア ブ レ ー シ ョ ン に よ り, ring structure の carbon ク ラ ス タ ー が generated す る と い う は に past cases が な い. Low temperature マ ト リ ッ ク ス separation spectral で は, not with uv absorption の 収 帯 の finishing を ほ ぼ え, eventually そ の 帰 of は eventually な wall め の Duan Jie に き て い る. Vacuum で ring structure の carbon ク ラ ス タ ー, に C_ 10 > < が く generated more す る こ と か ら, not with バ ン ド の several つ か は ring structure の carbon ク ラ ス タ ー に 帰 genus さ れ る と exam え ら れ る.

项目成果

Y.Tobe et al.: "A New Entry into Cyclo[n]carbon:[2+2]Cycloreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" J.Am.Chem.Soc.118. 2758-2759 (1996)

Y.Tobe 等人：“环[n]碳的新进入：[2 2]丙烷环合脱氢环烯的环回复”J.Am.Chem.Soc.118。

Y.Tobe et al.: "[16.16.16](1,3,5)Cyclophanetetracosayne(C_<60>H_6): Aprecursor to C_<60> Fullerene" J.Am.Chem.Soc.120. 4144-4545 (1998)

Y.Tobe等人：“[16.16.16](1,3,5)Cyclophanetetracosayne(C_60>H_6)：C_<60>富勒烯的前体”J.Am.Chem.Soc.120。

M.Miki et al.: "Infrared Spectroscopic Studies of Carbon Clusters Trapped in Solid Parahydrogen" J.Phys.Chem.100. 12135-12137 (1996)

M.Miki 等人：“固体仲氢中捕获的碳簇的红外光谱研究”J.Phys.Chem.100。

T.Wakabayashi et al.: "Photoelectron Spectroscopy of C_n-Produced from Laser Ablated Dehydroannulene Derivatives Having Carbon Ring Size of n=12,16,18,20,and 24" J.Chem.Phys.107. 4783-4787 (1997)

T.Wakabayashi 等人：“由激光烧蚀的碳环尺寸为 n=12、16、18、20 和 24 的脱氢轮烯衍生物生产的 C_n 的光电子能谱”J.Chem.Phys.107。

Y.Tobe et al.: "Generation of Cyclocarbons with 4n Carbon Atoms(C_<12>,C_<16>,and C_<20>)by[2+2]Cycroreversion of Propellane-Annelated Dehydroannulenes" Angew.Chem.Int.Ed.Engl.35. 1800-1802 (1996)

Y.Tobe 等人：“通过 Propellane-Annulated DeHydroannulenes 的 [2 2]Cycroreversion 生成具有 4n 碳原子（C_<12>、C_<16> 和 C_<20>）的环碳”Angew.Chem.Int。