無極性有機分子の周りの水クラスターの構造とダイナミクス

非极性有机分子周围水簇的结构和动力学

• 批准号: 08230221
• 负责人: 中原 勝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08230221/
• 关键词: 水クラスター; 水素結合ネットワーク; 疎水性水和; 構造形成; ダイナミクス; 水の回転相関時間; NMR; 界面活性剤

無極性分子ベンゼンの周りの水の構造とダイナミクスをNMRで研究し、以下の事実を明らかにした。(1)芳香族分子のプロトタイプであるベンゼンの水和(疎水性水和)殻中の(重)水の回転相関時間τ_<2R>がバルクの値より大きく、水和殻の水は溶質ベンゼンに直接束縛され(配位し)ていないにもかかわらず、回転運動が抑制されていることが解明された。これは疎水性分子の壁で反発さ(嫌わ)れた水分子同士が水和殻中でより強い水素結合を形成する結果であった。(2)温度が低いほど疎水効果(水和殻中の水のτ_<2R>>バルクの水のτ_<2R>)は顕著である。この結果は水素結合ネットワークが温度の低下によって発達することによる。(3)ベンゼンの疎水性水和による溶媒分子の運動の低下は、水の回転相関時間の測定だけでなく、自己拡散係数(並進運動)の測定からも確認できた。溶媒側からだけでなく、溶質側からも疎水性水和を研究した。(4)水の構造が破壊される高温領域では、溶質ベンゼンの回転相関時間は、水よりも長く、流体力学的であるが、低温領域では疎水性水和殻の発達によりベンゼンの方が回転緩和が容易になることがわかった。(5)水が過冷却された低温(-18℃)では、新しい状態が出現し、その回転相関時間は水溶液の値より小さい。このとき溶媒の水の信号は消えるので、溶媒は固化し、ベンゼンのclathrate hydrateが生成したと考えられる。ゲスト分子ベンゼンはホスト(水)のケージの中で高速回転をしていることがわかった。界面活性剤イオンOctyltrimethylammoniumの炭素鎖の周りの水クラスターについても同様の実験を行った結果、(6)疎水性水和においては、σ電子系の脂肪族分子の場合でもπ電子系の芳香族分子の場合と同様に回転運動が抑制されていることが明らかとなった。

The structure of water in polar molecules is studied by NMR. The following things are clear. (1)Aromatic molecules are bound directly to water and heavy water in shell by coordination and inhibition of water and heavy water in shell<2R>. The water molecules in the shell of the water molecules are combined with the water molecules in the shell to form a strong bond. (2)The temperature is <2R>low and the water is hot<2R>. The result is a combination of water and oxygen. (3)Determination of the relative time between the movement of solvent molecules and water and the movement of solvent molecules, and determination of the dispersion coefficient (movement) The solvent side is different from the solute side, and the solute side is different from the aqueous side. (4)The structure of water is broken in the high temperature field, the solute is broken in the return time, the water is broken in the long time, the fluid mechanics is broken in the low temperature field, the water and the shell are broken in the return time is easy to be relaxed. (5)Water is supercooled at low temperature (-18℃), and the new state appears. The relevant time of recovery is small compared with the value of aqueous solution. The solvent and the clathrate hydrate are produced. The first step is to increase the speed of the water flow. Interfacial activity agent Octyltrimethylammonium carbon chain of the water in the case of water and carbon chain,(6) water and carbon chain, σ electron system of aliphatic molecules in the case of π electron system of aromatic molecules in the case of water and carbon chain,(6) water and carbon chain,(7) carbon chain,(8) carbon chain,(9) carbon chain,(10) carbon chain,

项目成果

M.Nakahara,T.Tennoh,et al.: "^<13>C-NMR Evidence for Hydrogen Supply by Water for Polymer Cracking in Supercritical Water" Chem.Lett.163-164 (1997)

M.Nakahara，T.Tennoh，等人：“^ 13 C-NMR Evidence for Hydrogen Supply by Water for Polymer Cracking in Superritic Water” Chem.Lett.163-164 (1997)

C.Wakai and M.Nakahara: "Attractive potential effect on the self-diffusion coefficients of a solitary water molecule in organic solvents" J.Chem.Phys.106(in press). (1997)

C.Wakai 和 M.Nakahara：“有机溶剂中孤立水分子自扩散系数的有吸引力的潜在效应”J.Chem.Phys.106（出版中）。

M.Nakahara,C.Wakai,et al.: "Dynamics of Hydrophobic Hydration of Benzene" J.Phys.Chem.100. 1345-1349 (1996)

M.Nakahara、C.Wakai 等人：“苯的疏水水合动力学”J.Phys.Chem.100。

C.Wakai and M.Nakahara: "Attractive Potential Effect on the Rotational Correlation Times for Benzene-d_6 in Organic Solvents" Bull.Chem.Soc.Jpn.69. 853-860 (1996)

C.Wakai 和 M.Nakahara：“有机溶剂中苯-d_6 旋转相关时间的有吸引力的潜在影响”Bull.Chem.Soc.Jpn.69。

中原勝: "超臨界水はどのような構造をもっているか" 化学. 50. 691-694 (1996)

中原胜：“超临界水具有什么样的结构？”化学 50. 691-694 (1996)