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極低温固体希ガスマトリックス中における水素原子トンネル反応に関する研究

低温固体惰性气体基质中氢原子隧道反应研究

基本信息

批准号：
09226228
负责人：
駒口健治
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hiroshima 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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

水素を数mol%含むアルゴンマトリックス中で、水素原子のESRスペクトルを4.2Kから45Kの温度領域で観測した。4.2K、放射線照射法により生成した水素原子の大部分は挿入サイトを占有する。この試料を20Kへ昇温すると、挿入サイトの水素原子は置換サイトに移動する。しかし、一部の水素原子は、このサイト間移動の過程(13K-20K)で、水素分子とファンデルワールス錯体(H・・・H_2)を形成することを見出した。温度依存ESRスペクトル線形を詳細に解析した結果、ファンデルワールス錯体の安定化エネルギーとして4.5kJ mol^<-1>を評価できた。この錯体は、トンネル反応の反応系および生成系に対応する。そこで、ESRの極超微細結合定数から、水素原子-水素分子トンネル反応が起こるときの距離として0.24nmを決定した。これらの結果から、ファンデルワールス錯体の水素原子および水素分子は、アルゴン格子中の八面体型置換サイトおよび挿入サイトに捕捉されていることがわかった。このファンデルワールス錯体の存在は、理論化学の分野ではよく知られているが、その安定化エネルギーは小さい(役200J mol^<-1>)。したがって、ファンデルワールス錯体は、気相中のトンネル反応機構ではこれまで重要視されていなかった。しかし、研究代表者が実際に測定したアルゴン固相中のファンデルワールス錯体の安定化エネルギー(4.5kJ mol^<-1>)は気相中の値に比べて20倍以上大きい。このことから、固相中のトンネル反応では、反応速度や反応選択性を支配する因子として、マトリックス効果により強く安定化したファンデルワールス錯体が重要な役割を果たしていると考えられる。そこで、固相中の水素原子トンネル反応の反応機構として、従来の気相モデルに基づき、反応前駆体としてファンデルワールス錯体を有効に取り入れたモデルを提案した。

Water content mol% water content ESR spectrum 4.2 K to 45K temperature range 4.2 K, radiation irradiation method to produce most of the water atoms into the occupied. The sample is heated to 20K, and the water atoms in the sample are displaced. A part of the water element atoms move from one side to the other (13K-20K), and the water element molecules move from one side to the other (H···H_2). The temperature dependence of ESR curve was analyzed in detail, and the stability of ESR curve was evaluated at 4.5kJ mol<-1>. This is the first time that a person has ever been involved in an activity. The ESR ultra-fine binding number is determined by the distance between the water atom and the water molecule. The result is that the octahedral substitution of water atoms and water molecules in the lattice of water atoms and water molecules is captured in the lattice. The existence of these complex molecules, the separation of theoretical chemistry, and the stability of the complex (200J mol^<-1>) The main reason for this is that there is no such thing as a single person. Research representatives have actually measured that the stabilizing charge (4.5kJ mol^<-1>) of the fluorodiphenylamine complex in the solid phase is more than 20 times greater than the value in the gaseous phase. In this paper, the author discusses the influence of the influence of the reaction speed and the selectivity of the solid phase on the stability of the solid phase. The reaction mechanism of water atom in solid phase is proposed. The reaction mechanism of water atom in solid phase is proposed.