濃度ゆらぎを誘起する金属クラスターの分子内構造パラメータ・寸法と結合様式の相関

引起浓度波动的金属簇的分子内结构参数/尺寸与键合模式之间的相关性

• 批准号: 07236201
• 负责人: 市川 和彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Hokkaido 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07236201/
• 关键词: ビスマス多原子イオン; ビスマスクラスター; 濃度ゆらぎ; 価電子ゆらぎ; 非金属-金属転移; 中性子回折; 小角散乱; ab-initio計算

濃度ゆらぎ・価電子ゆらぎ・非金属-金属転移(直流電導度10^<-1>〜10^4(Ωcm)^<-1>)が出現する複雑液体としてBiX_3+Bi(X=Cl, Br, I)溶液に注目した。その起源はビスマスクラスターとその前駆体のビスマス多原子イオンであるとの仮説をたてて研究をおし進めた。ナノメートル寸法のビスマス多原子イオンBi_5^<3+>(D_<3h> symmetric trigonal bipyramid)を持つ化学量論的化合物 Bi_5(AlCl_4)_3を合成した(注1)。高温融体における全散乱高波数領域を含む飛行時間法中性子回折実験(1〜50Å^<-1>)から得た微分散乱断面積のデータの中で1.2Å^<-1>近傍に小さなピーク(注2)が観測された。重要な実験結果であっておおよそ4.5Åの大きさの多原子イオンから融体が構成されていることを示している。その大きさはBi_5^<3+>, AlCl_4^-のみかけの直径に対応している。さらに分子内構造パラメータを決定することによって、融体中においてもBi_5^<3+>が存在する事を明らかにした。そのイオン中のBi-Bi間最近接距離は3.2Å、結合数は6個であった。液体Bi金属のそれとは異なることがわかった。ビスマス多原子イオンの安定性が周囲に存在するAlCl_4^-によって増加することを分子力学計算から推定することができた。本Bi_5^<3+>の分子軌道とエネルギー準位、電子密度分布を ab initio法を用いて決定している(Glaser, Univ. Missouri Columbia, USAとの共同研究)。多原子イオンの自己集合化で生成したビスマスクラスターの確認を冷中性子回折小角散乱(SAN:KEKブ-スター利用施設)から確認した0.025<Q/Å^<-1><0.055の領域の小角散乱に注目してLorentzian型構造因子として評価すると、ビスマスクラスター間の相関長ξは約70Åとなった。今後、SAN測定用の高温測定装置を作製してより精度の高い系統的な実験を平成8年度に行うことを計画している。(注1)4Bi(99.999%)+BiCl_3(蒸留精製)+3ACl_3(単結晶)→Bi_5(AlCl_4)_3(注2)FSDP: First Sharp Diffraction Peak

Concentration<-1><-1>The origin of the virus is unknown. Bi_5 (AlCl_4)_3 has been synthesized by using the D_symmetric triangular bipyramid method.<3h>High temperature melt temperature, total scattering, high wave number, time of flight method, sub-reflection (1~50 ° C), differential scattering cross-section area (1.2 ° C), near small scattering area (Note 2).<-1><-1>The important result is that the composition of the polyatomic melt is very large, and the polyatomic melt is very large. Bi_5 ^&lt;3 +&gt;, AlCl_4 ^-and the diameter of the particle are related to the particle size. The structure of the molecule is determined by the existence of the molecule. The nearest distance between Bi and Bi is 3.2, and the number of combinations is 6. Liquid Bi metal The stability of polyatomic particles is predicted by molecular mechanics calculation. The molecular orbital and electron density distribution of Bi_5 ^&lt;3 +&gt; were determined by ab initio method (Glaser, Univ. Missouri Columbia, USA). The correlation length between the Lorentzian type construction factor and the small angle scattering of the domain is about 70 °.<-1>In the future, the high temperature measuring device for SAN measurement will be manufactured in the same way as the high precision system. (Note 1) 4Bi (99.999%)+ BiCl_3 (distilled)+3ACl_3 (single crystal) → Bi_5 (AlCl_4)_3 (Note 2) FSDP: First Sharp Diffraction Peak

项目成果

K. Ichikawa: "Atomic resolution for nonequilibrium structures in steady atate and for structural transformations at the interface between NaCl(c) and water" J. Phys.: Condens. Matter. (in press).

K. Ichikawa：“稳态非平衡结构的原子分辨率以及 NaCl(c) 和水之间界面的结构转变”J. Phys.：Condens。

K. Ichikawa: "Is there any correlation between the intermolecular structures around main-gruop metal ion in liquid and crystalline states?" JAER-M. 93-228. 641-646 (1994)

K. Ichikawa：“液态和结晶态主基金属离子周围的分子间结构之间是否存在相关性？”

K.Ichikawa: "Macrotricyclic quaternary ammonium ions: membrane current caused by feeble forces between hydrophobic groups and bilayer membranes" Supramolecular Chemistry. 5. 219-224 (1995)

K.Ichikawa：“大三环季铵离子：疏水基团和双层膜之间的微弱力引起的膜电流”超分子化学。

K. Ichikawa: "Water-structure and properties" Proceeding JRDC Forum for Multi-Disciplinary Researches. 39-44 (1994)

K. Ichikawa：“水的结构和性质”，JRDC 多学科研究论坛论文集。

M.lzumi: "Molecular structure of dimeric magnesium phenyl phosphatosulfate" Inorg. Chem.34. 5388-5389 (1995)

M.lzumi：“二聚苯基磷酸镁的分子结构” Inorg。