金属原子、イオンの溶媒和クラスターの構造と反応性に関する理論的研究

金属原子和离子溶剂化团簇的结构和反应性的理论研究

• 批准号: 06219221
• 负责人: 橋本 健朗
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06219221/
• 关键词: ナトリウム原子; ナトリウムイオン; 非経験的分子軌道計算; 溶媒和; クラスター; 電子密度; 電子脱離エネルギー; イオン化ポテンシャル

非経験的分子軌道計算により、1.Na(H_2O)_n(n=1-6)とその正負イオン及びNa(NH_3)_n(n=1-6)とその正負イオンの構造、電子状態の系統的、理論的比較、2.Na_2の水和と解離反応の研究、3.Li(H_2O)_n(n=1-6)の構造、電子状態とそれらのNa(H_2O)_nとの比較、4.[Al(H_2O)_6]+の配位子交換反応機構の研究を進めた。1.では(1)Na(H_2O)_n(n=1-6)はnの増加とともにNaが水クラスターの上にのる表面型構造とNaが水に内包される構造がエネルギー的に近接して存在するがNa(NH_3)_n(n=1-6)では内包型のみが安定に存在する、(2)正イオンではH_2OでもNH_3でも内包型構造が安定でnの変化に伴うエンタルピー変化は実験と良く一致する、(3)負イオンでは水素をNaに向けて溶媒分子が結合する構造がnが小さいと安定だがnの増加により中性クラスターの安定構造に似た構造とのエネルギー差が非常に小さくなる、(4)計算による負イオンの垂直電子脱離エネルギーは実験と良く一致したが溶媒がアンモニアの場合に見られる垂直電子脱離エネルギーの実験スペクトルの構造の解釈は未だつかない、などがわかった。2.では、Na_2の水和が片方のNaに水が片寄って結合した構造を取りながらNa-Na距離が伸びていくが4つ以上の水が付くと水同士の結合により系が安定化され、Na_2の解離は進みにくいことがわかり、溶媒和によるNa_2の分極が大きいと予測されるNH_3の場合との比較を進めている。3.ではLi(H_2O)_nではNaと違って内包型の構造が安定だがHOMOの電子密度が水和によって外側の水に分布するためイオン化ポテンシャルとしてはNaに似たn依存性を持つと予測された。4.ではポテンシャルエネルギー面が複雑で、水の交換反応とモデルクラスターの異性化反応の両方を考慮してさらにポテンシャル面を精密に研究する必要があることがわかった。

1. The structure of Na(H_2O)_n(n=1-6) and Na(NH_3)_n (n = 1 - 6) and its negative numbers; 2. The study of water and dissociation reactions of Na_2; 3. The structure of Li (H_2O)_n(n=1-6) and its electronic states; 4. [Al(H A Study on the Ligand Exchange Reaction Mechanism of [_2O]_6]+ 1. Na(H_2O)_n(n=1-6): Na (NH_3)_n(n=1-6): Na (H_2O)_n(n = 1 - 6): Na(NH_3)_n(n=1-6): Na(NH_3)_n =1-6): Na(NH_3): Na (n=1-6): Na (NH_3)_n = 1-(3) The structure of the negative element is small, the stable element is small, the stable element is large, the stable element is small, the stable element is small, the stable element is (4) Calculation of negative electron vertical electron detachment process is consistent with solvent separation process. In case of solvent separation process, vertical electron detachment process is consistent with solvent separation process. 2. Na_2 and Na_2 are dissociated from each other, Na_2 is dissociated from each other, Na_3 is 3. The structure of Li(H_2O)_n is stable, the electron density of HOMO is stable, and the distribution of H_2O is stable. 4. It is necessary to consider the method of heterosexual reaction of water exchange in order to study the surface of water exchange precisely.

项目成果

M.Sanekata: "Reactions of Singly Charged Alkaline-Earth Metal Ions with Water Clusters:Characteristic size Distribution of Product Ions;" J.Amer.Chem.Soc.117. 747-754 (1995)

M.Sanekata：“单电荷碱土金属离子与水簇的反应：产物离子的特征尺寸分布；”

Kenro Hashimoto: "Ab initio theoretical study of “surface"and“interior"structures of Na(H_2O)_4 and its cation;" Chem,Phys.Lett.223. 423-430 (1994)

Kenro Hashimoto：“Na(H_2O)_4 及其阳离子“表面”和“内部”结构的从头理论研究；Chem,Phys.Lett.223-430 (1994)。

Hidekazu Watanabe: "Molecular orbital study of the structures and reactions of magnesium-water cluster ions" J.Amer.Chem.Soc.117. 755-763 (1995)

Hidekazu Watanabe：“镁-水簇离子结构和反应的分子轨道研究”J.Amer.Chem.Soc.117。

Kenro Hashimoto: "Ab initio molecular orbital study of Na(NH_3)_n(n=1-6) clusters and their ions.A systematic comparison with hydrated Na atom cluster" J.Amer.Chem.soc.(印刷中). (1995)

Kenro Hashimoto：“Na(NH_3)_n(n=1-6) 簇及其离子的从头算分子轨道研究。与水合 Na 原子簇的系统比较”J.Amer.Chem.soc.（出版中）。 ）

Kenro Hashimoto: "Ab initio molecular orbital study of Na(H2O)n(n=1-6) clusters and their ions." J.Amer.Chem.Soc.116. 11436-11443 (1994)

Kenro Hashimoto：“Na(H2O)n(n=1-6) 簇及其离子的从头算分子轨道研究。”