強光子場中での溶媒和金属クラスターイオンの反応ダイナミックス

强光子场中溶剂化金属簇离子的反应动力学

基本信息

批准号：
16032207
负责人：
冨宅喜代一
金额：
$ 4.99万
依托单位：
Kobe 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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

1.強光子場中での気相溶媒和金属イオンクラスターの多価イオン化過程と金属イオンの酸化還元反応の機構解明と制御の可能性を検討するため、Mg(H_2O)_nやCa(H_2O)_nについて非経験的理論計算による構造計算とイオン化ポテンシャル(IP)および光解離分光法を用いた電子スペクトルの測定を行った。IPはサイズの増加とともに減少し、n【greater than or equal】9(Mg),n【greater than or equal】8(Ca)で3.18eVと一定の値に収束し、イオン対状態の形成を示唆する結果が得られた。またクラスターの構造とIPの計算を行い、Mg(H_2O)_nではn=6で水素結合ネットワークを有したring構造からMg-O結合が最多となる構造へ構造転移が起こることが予測され、実測のIPの急激な変化と一致することがわかった。さらに水和Mgクラスターの吸収スペクトルの測定を光解離分光法により行った。この結果、金属原子の^1P-^1S遷移は水が付加すると低エネルギー側にシフトし、原子から自発的にイオン化した電子がクラスターの表面で安定化されることを明らかにした。2.アルカリ金属を含む極性溶媒クラスターが、溶媒和電子の生成と金属の溶解過程の分子レベルでのモデルとして重要である点に注目し、レーザー蒸発法を用いて超音速噴流中に生成したNaクラスターを含む水クラスター負イオンNa_m^-(H_2O)_n(m【less than or equal】3)の光電子分光を行った。また非経験的分子軌道法を用いて、クラスターの構造および光電子スペクトルの理論計算を行い、微視的な溶解過程を研究した。さらにNa_m^-(H_2O)_4の光解離実験を行い、Na_3^-のクラスター内での溶解状態を実験的に検証した。

1. To investigate the mechanism and control of the multi-charged ionization process of gas-phase solvated metal ion clusters in a strong photon field and the redox reaction of metal ions, we performed structural calculations for Mg(H_2O)_n and Ca(H_2O)_n using nonempirical theoretical calculations and measurement of the electron spectra using ionization potential (IP) and photodissociation spectroscopy. IP随着大小的增加而降低，在n [大于或等于] 9（mg），n [大于或等于] 8（CA）时恒定值为3.18 eV，导致形成离子对状态。此外，计算了群集结构和IP，并预测，结构过渡将从n = 6的氢键网络的环结构发生到最高数量的MG-O键的结构，这与IP的实际突然变化一致。此外，通过光解相结合光谱法测量了水合MG簇的吸收光谱。结果，据表明，当添加水时，金属原子的 ^1p- ^1s转变转移到低能侧，并且电子从原子自发离子稳定在簇的表面上。 2。关注以下事实：含有碱金属的极性溶剂簇作为生产溶剂化电子的分子模型和金属的溶解，水簇负离子Na_m^ - （H_2O）_n（H_2O）_n（M [MIS BAS [MIS BASE BERES] 3）使用NA clusoraties生成Supersonic jetersic jetersic jetersic jeets的光电簇光谱。另外，使用无经验的分子轨道方法进行了簇结构和光电光谱的理论计算，以研究微观溶解过程。此外，进行了Na_m^ - （H_2O）_4的光解离实验，以实验验证群集内Na_3^的溶解态。