赤外レーザー分光法を用いた水和金属クラスターの構造と反応性の研究

利用红外激光光谱研究水合金属簇的结构和反应性

• 批准号: 04640481
• 负责人: 富宅 喜代一
• 金额: --
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04640481/
• 关键词: 赤外レーザー; 水和金属クラスター; 幾何構造; 電子構造; 光解離過程; 水和過程

水和電子および水和金属イオンは、化学や生物化学の諸現象において反応中心または活性中心として重要な役割を果していることが知られており、その水和過程は活発な研究対象となっている。しかし、ダイナミックスも含めた水和過程の分子レベルでの理解はまだ充分でなく、今後の重要な研究課題となってきている。本研究では、分子線中に生成した電子、金属イオンの水和クラスターをモでルとして、光解離法によるクラスターの電子構造および反応性の検討および,赤外レーザーを用いた多光子共鳴赤外分光法によりクラスターの幾何構造を検討することにより,水和機構を分子レベルで詳細に調べることを目的としている.ここでは,レーザー蒸発法を用いてMg^+とAl^+イオンを核とした水和クラスターを生成し.光解離法を用いて電子スペクトルと反応性を検討した.特に,Mg^+(H_20)^nについてはn=5までの電子スペクトルが得られ,理論計算との比較により水和構造と段階的水和に伴う電子構造の変化が明らかになった.また,これらのクラスターは光励起によりMgOH^+(H_2O)_<n-1>を生成することが新たに見いだされ,n>5ではMg^+(H_2O)_nより後者の生成物の方が熱力学的に安定になることが明らかになった.一方,上記のクラスターの幾何構造と水和水の結合の情報を得るために,多光子共鳴法を用いた高感度赤外分光実験の計画を進めている.現在,この装置の核となる高出力赤外レーザーを試作している.ここではNd:YAGを用いたパラメトリック発振(LiNbO_3結晶)を採用し,短キャビティの発振器を製作して発振性能の基礎的検討を進めている.今後,この装置と現在の質量分析器を組み合わせて上記のクラスターの2〜4μm領域での赤外スペクトルの測定を行い,金属イオンと水和水の相互作用を詳細に検討する予定である.また上記のクラスターの光解離実験の結果と比較検討し,金属イオンの水和のダイナミックスを明らかにして行く.

Water and electrons, water and metals, chemical and biochemical phenomena, reaction centers, active centers, important results, knowledge, water and processes, and research. The understanding of molecular processes involving water and gas will be fully explored and important research topics will be discussed in the future. In this study, electron, metal, water and molecular structures generated in molecular lines are studied by optical dissociation method, electron structure and reflectivity are studied by multiphoton resonance spectroscopy, and water and molecular structures are studied in detail. In this case, the evaporation method uses Mg^+ and Al^+ to form the nucleus and water. Photodissociation is used in electron spectroscopy. In particular,Mg^+(H_20)^n = n=5, n=5, n = 5 In this paper, we discuss the thermodynamic stability of MgOH^+(H_2O)<n-1>_n, which is produced by the reaction of MgOH^+(H_2O)_n with light excitation. In addition, the geometric structure of water and the combination of water and water can be obtained by multiphoton resonance method. Now, the core of this device is high-output red light. The fundamental investigation of vibration characteristics of Nd:YAG crystal is carried out. In the future, this device will be combined with the current mass analyzer to determine the red color in the 2 ~ 4μm region, and the interaction between metal and water will be discussed in detail. The results of photodissociation of metal ions are compared and discussed.

项目成果

富宅 喜代一: "Electronic Structure and Reactivity of Mg^+(H_2O)_n Cluster Ions" Z.Physik,D.

Kiyokazu Tomiya：“Mg^+(H_2O)_n 簇离子的电子结构和反应性”Z.Physik，D。

美斎 津文典: "Photoionization and Photodissociation studies on Aluminum-water Clusters." Z.Physik,D.

Fuminori Tsu Misai：“铝-水团簇的光离子化和光解离研究。”Z.Physik，D。