溶媒和ダイナミクス:エネルギーの分散の緩和過程に対する分子論的解明

溶剂化动力学：能量色散弛豫过程的分子阐明

• 批准号: 11740325
• 负责人: 西山 桂
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740325/
• 关键词: 溶媒和ダイナミクス; 相互作用点モデル理論; 光学モード; 音響モード; エネルギー; エネルギー分散の緩和; RISM理論; 過渡的ホールバーン; 不均一スペクトル幅; 相互作用点モデル

本研究の目的は「溶質-溶媒系においてエネルギー分散の動的ゆらぎの緩和機構を、分子論的に解明する」ことである。まず、平成11年度にはサブピコ秒過渡的ホールバーニングスペクトル測定を行い、ホール幅の実測値からエネルギー分散の緩和の動的応答関数を実測した。溶媒には、有機極性系に加えこれまで実験結果の蓄積に極めて乏しい無極性系をも用いた。エネルギー分散の緩和は系の平均エネルギーの緩和より著しく(約一桁)遅いことを見出した。この結果は溶媒の極性には依存しない。以上の実験は、溶媒ゆらぎの動的緩和モードは単一ではなく、エネルギー分散および平均値に対してそれぞれ異なった。緩和モードが重要であることを示唆している。平成12年度は、相互作用点モデル(RISM)理論を用い、実験で示された異なる緩和モードの理論的予測を行った。拡張RISM方程式を用い、溶質から見込んだ溶媒の相互作用点の静的分布を得た。次に、拡散極限においてSmoluchowski-Vlasov方程式を解くことにより、溶媒の動経分布関数の時間発展を見積もるとともに、平均エネルギー緩和の動的応答関数を溶媒の光学モード(回転運動)および音響モード(並進)に分割した。その結果、第2溶媒和圏の配向の緩和は第1圏により約一桁遅いことを見出した。加えて、平均エネルギー緩和の大半(>99%)は溶媒の光学モードに一致することを明らかにするとともに、音響モードの緩和は光学モードの緩和よりも極端に遅いことがわかった。実験で観測されたエネルギー分散のダイナミクスは、第2(および更に遠い)溶媒和圏、ならびに溶媒の音響モードの緩和機構によって特長付けられているものと考えられる。

Purpose this study の は "solute - solvent に お い て エ ネ ル ギ ー scattered の moving ゆ ら ぎ の mitigate agency を, molecular theory に interpret す る" こ と で あ る. ま ず, pp.47-53 11 に は サ ブ ピ コ second transition ホ ー ル バ ー ニ ン グ ス ペ ク ト ル determination を い, ホ ー ル の picture be measured numerical か ら エ ネ ル ギ ー scattered の ease の moving 応 a number of masato を be measured し た. Solvent に に, organic polar system に plus え え れまで experimental results <s:1> accumulated に polar めて depletion <s:1> non-polar system を た use に た. Scattered エ ネ ル ギ ー の ease は is の average エ ネ ル ギ ー の ease よ り the し く (about a girder) 遅 い こ と を shows し た. The <s:1> result is that the polarity of the <s:1> solvent <e:1> is に に dependent on the な な. Above の be 験 は, solvent ゆ ら ぎ の moving ease モ ー ド は 単 a で は な く, エ ネ ル ギ ー scattered お よ び on average numerical に し seaborne て そ れ ぞ れ different な っ た. To ease モ モ ドが important である とを とを instigated て て る る. Pp.47-53 12 は, interaction points モ デ ル (RISM) theory を い, be 験 で shown さ れ た different な る ease モ ー ド を の theory to the test line っ た. Youdaoplaceholder0 The RISM equation を is given by 拡, solute ら, 込んだ, solvent <s:1>, and the static distribution of the interaction points を to obtain た. Time に, company limit に お い て Smoluchowski - Vlasov equation を solution く こ と に よ り, solvent の 経 number distribution masato の time 発 exhibition を see product も る と と も に, average エ ネ ル ギ ー ease の moving 応 a number of masato を solvent の optical モ ー ド planning movement (back) お よ び sound モ ー ド (hand) に segmentation し た. The そ そ result, the second solvent and the circle of the <s:1> allocation direction of the <s:1> easing によ the first circle of the によ によ is about one 遅 遅 とを とを can be seen at とを た. Add え て, average エ ネ ル ギ ー ease の more than half (99%) > は solvent の optical モ ー ド に consistent す る こ と を Ming ら か に す る と と も に, acoustics モ ー ド の ease は optical モ ー ド の ease よ り も extreme に 遅 い こ と が わ か っ た. Be 験 で 観 measuring さ れ た エ ネ ル ギ ー scattered の ダ イ ナ ミ ク ス は, 2 (お よ び に far more い) solvent and sha-lu な ら び に solvent の sound モ ー ド の mitigate agency に よ っ て specialty pay け ら れ て い る も の と exam え ら れ る.

项目成果

K.Nishiyama: "Aberage Energy Relaxation and Rearrangement of Solute-Solvent Radial Distribution Function in Solvation Dynamics: A Connection between Spectroscopic Results and RISM Theory"J. Mol. Lig.. (印刷中). (2000)

K. Nishiyama：“溶剂化动力学中溶质-溶剂径向分布函数的平均能量弛豫和重排：光谱结果与 RISM 理论之间的联系”J. Mol。（出版中）。

Nishiyama,Katsura;Hirata,Fumio;Okada,Tadashi: "Average Energy Relaxation and Rearrangement of Solute-Solvent Radial Distribution Function in Solvation Dynamics : A Connection between Spectroscopic Resuits and RISM Theory"J.Mol.Liquids. (印刷中). (2001)

Nishiyama, Katsura;Hirata, Fumio;Okada, Tadashi：“溶剂化动力学中溶质-溶剂径向分布函数的平均能量弛豫和重排：光谱结果与 RISM 理论之间的联系”J.Mol.Liquids 2001。 ）

Nishiyama,Katsura;Hirata,Fumio;Okada,Tadashi: "Nonlinear Response of Solvent Molecules Induced by Instantaneous Change of Solute Electronic Structure : Studied by RISM Theory"J.Mol.Str.. (印刷中). (2001)

Nishiyama，Katsura；Hirata，Fumio；Okada，Tadashi：“溶质电子结构瞬时变化引起的溶剂分子的非线性响应：通过 RISM 理论研究”J.Mol.Str..（出版中）。

Nishiyama,Katsura;Hirata,Fumio;Okada,Tadashi: "Importance of Acoustic Solvent Mode and Solute-Solvent Radial Distribution Functions in Solvation Dynamics : Studied by RISM Theory"J.Chin.Chem.Soc.. 47. 837-841 (2000)

Nishiyama, Katsura;Hirata, Fumio;Okada, Tadashi: “声学溶剂模式和溶质-溶剂径向分布函数在溶剂化动力学中的重要性：用 RISM 理论研究”J. Chin. Chem. Soc.. 47. 837-841 (2000)

Nishiyama,Katsura;Hirata,Fumio;Okada,Tadashi: "Relaxation of Average Energy and Rearrangement of Solvent Shells in Various Polar Solvents in Connection with Solvation Dynamics : Studied by RISM Theory"Chem.Phys.Lett.. 330. 125-131 (2000)

Nishiyama, Katsura;Hirata, Fumio;Okada, Tadashi：“与溶剂化动力学相关的平均能量松弛和各种极性溶剂中溶剂壳的重排：通过 RISM 理论研究”Chem.Phys.Lett.. 330. 125-131 (