溶液内光励起反応プロセスと溶媒効果

溶液内光激发反应过程及溶剂影响

• 批准号: 19029044
• 负责人: 石田 干城
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19029044/
• 关键词: 理論化学; 化学物理; 統計力学

理論化学により溶液内の光励起反応過程を研究していくには、理論的方法論としてまず、溶質の分極を記述するために電子状態を高精度で求めることができるようにしておく必要がある。そこで、我々は溶媒の分布があらわに考慮された条件のもとでの溶質の電子状態を求め、さらに溶質分子の電子状態が時間に依存してどの変化していくかを可能にする方法論の拡張を試み、数十フェムト秒領域の溶媒の分布を時間依存の形で記述する解析式を導出し、以前に我々が提案した緩和過程の理論的研究の方法論をさらに光励起直後の短時間領域での緩和過程プロセスへの適応が可能となる形式に拡張をすることを可能にした。本研究では短パルスレーザーによる分光実験データ等により指摘されてきているような、励起後特に約100フェムト秒前後で起こっているとされている溶媒和過程まで解析が可能になることを念頭におき、これらの方法論をベタイン色素分子系での光反応過程へ応用し、溶液内での短時間のダイナミクスの研究を計画、遂行した。相当する時間領域での電子状態変化を追跡、研究した結果からこれらの時間領域においても電子状態の変化は顕著に表れ、励起後の化学反応プロセスにおおきな効果をもたらしていることを示してきた。また溶媒和過程とほぼ同時に分子内電子移動反応が生じていることも示され、特にアセトニトリルにおける励起状態(S_1)での分子内電子移動反応についてはBetaine30を用いた場合の実験結果との非常によい一致がみられ、分子内電子移動反応の時定数などを求める際に本研究で提案したモデルと方法論が有効であることがわかった。

Theoretical chemistry: study of optically excited reaction processes in solutions; theoretical methodology; description of solute polarization; determination of electronic states with high accuracy; and The distribution of solvent is determined by the time dependence of the electronic state of solute molecule. The analytical formula is derived. A methodology for theoretical study of mitigation process was proposed in the past. In this study, the method of spectroscopic analysis of pigment molecular systems was developed and carried out in a short time after excitation, about 100 seconds after excitation. The electronic state changes in the corresponding time domain are traced and studied. The results show that the electronic state changes in the corresponding time domain. The solvent and the process of electron transfer are simultaneously generated, and the excitation state (S_1) of the electron transfer reaction within the molecule is determined.

项目成果

Theoretical Investigation of Time-Dependent Phenomena and Polarization Effects in Solution Systems

溶液系统中瞬态现象和偏振效应的理论研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 北出 雄平;安藤 直人;三井 正明;中嶋 敦;S Yamabe;N. Yoshikawa;S Yamabe;N. Tsuchida;S. Yamabe;S. Yamabe;Y. Abe;S. Morikawa;S. Yamazaki;森川智史;岩田ゆう子;森川智史;S. Yamazaki;S. Yamazaki;S. Morikawa;S. Yamazaki;S. Morikawa;S. Yamabe;S. Yamade;S. Yamazaki;S. Yamazaki;石田 干城
• 通讯作者: 石田 干城