液体中に存在する中性およびイオン集合体の光解離ダイナミックス-時間分解振動分光法による研究-

液体中中性和离子聚集体的光解动力学 - 使用时间分辨振动光谱研究 -

• 批准号: 11740337
• 负责人: 中林 孝和
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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-11740337/
• 关键词: 時間分解ラマン分光法; カチオン; 溶媒和; 振動緩和; 液体構造; RISM-SCF法; 酢酸; クラスター; 水素結合; 非経験的分子軌道計算

液体中のクラスターの構造とダイナミックスを明らかにするために,本年度は以下の研究を行った。1溶液中の光イオン化において,イオン対の生成,電荷分離,溶媒和,余剰エネルギーの散逸などの過程がピコ秒-フェムト秒で進行し,これらが,溶媒和イオンの生成効率,分岐比を支配する。本年度は,2光子励起で生成した様々な芳香族カチオンのピコ秒時間分解ラマンスペクトルを初めて測定し,カチオンの超高速緩和を検討した。ラマンバンドの波数シフトから得られるカチオンの振動緩和時間は中性分子と同じであり,約15ピコ秒であった。カチオンと溶媒との相互作用は,中性分子と溶媒よりも強いことから,この結果は第一溶媒和層に超高速エネルギー散逸が生じ,溶媒から溶媒へのピコ秒エネルギー伝達を振動緩和として観測していると考えられる。さらに約20ピコ秒の時定数で,カチオンのラマン強度の立ち上がりの遅れが観測された。このピコ秒変化は,振動エネルギーの散逸によって、周囲の溶媒が高温状態に達し,溶媒和構造が乱れることによって,ラマン強度が変化していると考えられる。この結果は,多光子で生成したカチオンは,約15ピコ秒の時定数で溶媒和されることを意味する。2酢酸は気相中において環状二量体を形成し,その分子間水素結合は非常に強いことが知られている。しかし昨年度の研究において,酢酸は水溶液中においては,side-on型二量体を単位として存在していることを明らかにした。本年度は,電子状態理論と統計力学とを組み合わせたRISM-SCF法を用いて,水中における酢酸二量体のエネルギーと幾何構造を検討した。水溶液中において,side-on型二量体は環状二量体に比べて,約7kcal/molの安定化を溶媒和によって得ることがわかった。また,酢酸のカルボニル基と水分子との局所的な相互作用が安定化に大きく寄与していることが示唆された。

This year, the following research was carried out on the structure of liquids 1. The process of light conversion, light generation, charge separation, solvent and residual emission in solution is carried out in seconds, and the efficiency of light generation, light generation and dispersion ratio of solvent and residual emission are controlled. This year, 2-photon excitation is generated, and the second time decomposition of aromatic compounds is determined. The vibration relaxation time of the neutral molecule is about 15 seconds. The interaction between neutral molecules and solvent is strong, and the result is that the first solvent and layer are generated at a high speed, and the solvent is generated at a low speed. About 20 seconds later, the intensity of the attack was measured. The temperature of the solvent is high, the solvent and the structure are chaotic, and the intensity of the solvent is changed. As a result, the number of times a multiphoton is generated is about 15 seconds. 2. The formation of cyclic dimers in the acid phase and the intermolecular binding of water elements are very strong. In the past year, the study of acid in aqueous solution,side-on type of two substances, such as water, water, etc., has been carried out. This year, the theory of electronic state and statistical mechanics are combined to study the geometric structure of the two quantities of acetic acid in water. In aqueous solution, the side-on type dimer is about 7kcal/mol higher than the cyclic dimer, and the stabilizing solvent is about 7kcal/mol higher than the cyclic dimer. The interaction between the acid and the water molecule is stable.

项目成果

Nobuyuki Nishi, Takakazu Nakabayashi, Kentaroh Kosugi: "Raman Spectroscopic Study on Acetic Acid Clusters in Aqueous Solutions : Dominance of Acid-Acid Association Producing Microphases"The Journal of Physical Chemistry A. 103巻・50. 10851-10858 (1999)

Nobuyuki Nishi、Takazu Nakabayashi、Kentaroh Kosugi：“水溶液中乙酸簇的拉曼光谱研究：酸-酸缔合产生微相的优势”物理化学杂志 A. 第 103・50 卷（1999 年）。

Takakazu Nakabayashi, Kentaroh Kosugi, Nobuyuki Nishi: "Liquid Structure of Acetic Acid Studied by Raman Spectroscopy and ab Initio Molecular Orbital Calculations"The Journal of Physical Chemistry A. 103巻・43. 8595-8603 (1999)

Takakazu Nakabayashi、Kentaroh Kosugi、Nobuyuki Nishi：“通过拉曼光谱和从头算分子轨道计算研究乙酸的液体结构”物理化学杂志 A. 第 103・43 卷（1999 年）。

Y.Kodama,T.Nakabayashi,K.Segawa,E.Hattori,M.Sakuragi,N.Nishi,H.Sakuragi: "Time-Resolved Absorption Studies on the Photochromic Process of 2H-Benzopyrans in the Picosecond to Submillisecond Time-Domain"The Journal of Physical Chemistry A. 104・49. 11478-114

Y. Kodama、T. Nakabayashi、K. Sekawa、E. Hattori、M. Sakuragi、N. Nishi、H. Sakuragi：“皮秒至亚毫秒时域 2H-苯并吡喃光致变色过程的时间分辨吸收研究《物理化学杂志》A.104・49.11478-114

T.Nakabayashi,H.Sato,F.Hirata,N.Nishi: "Theoretical Study on the Structures and Energies of Acetic Acid Dimers in Aqueous Solution"The Journal of Physical Chemistry A. 105・1. 245-250 (2001)

T. Nakabayashi、H. Sato、F. Hirata、N. Nishi：“水溶液中乙酸二聚体的结构和能量的理论研究”物理化学杂志 A. 105・1 (2001)。