溶液内光励起反応プロセスと溶媒和ダイナミックス

溶液内光激发反应过程和溶剂化动力学

• 批准号: 20038047
• 负责人: 石田 干城
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20038047/
• 关键词: 理論化学; 物理化学; 統計力学; 化学物理

本研究課題において研究代表者は溶液内光励起反応過程である分子内電子移動過程の研究を行うために提案された方法論(時間依存RISM-SCF法)がその反応過程の記述に関して有効であることを示した。また、短時間領域でおこる分子内電子移動反応過程を静電ポテンシャルの時間依存解析から詳細に考察することで溶媒分子の短時間領域での運動が電子移動を引き起こす要因である事を見出した。加えて、時間依存RISM-SCF法を用いて溶質分子の電子状態に関する時間依存変化を追跡し、溶液内色素分子の光励起後の反応プロセスの分子内電子移動反応の研究を行い実験データとの比較を行った。また、分子内電子移動反応を引き起こす駆動力としての溶媒和ダイナミックスと相関した溶質の電子状態の時間変化と構造変化との関係についての考察を行った。研究結果から、特にアセトニトリル中における励起状態(S_1状態)での分子内電子移動反応について、Betaine 30を用いた場合の実験結果は本研究の計算結果と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示された。また、特にベタイン色素の場合は分子内電子移動が構造変化とはあまり相関しない場合であることがわかり、twisted intramolecular charge transfer (TICT)プロセスとして考えられるケースとは異なることが明らかになった。これは実験データの解釈において、従来、主に用いられてきたTICTプロセスとそうではない場合とを考慮する必要があることを意味し、そのことが理論研究によって初めて明らかになった。

This research topic に お い て research representatives は solution within the excitation light up against 応 process で あ る intramolecular electron movement の を line う た め に proposal さ れ た methodology (time dependent RISM - SCF method) が そ の anti 応 process の account に masato し て have sharper で あ る こ と を shown し た. ま た, short time domain で お こ る intramolecular electron movement of を 応 process static ポ テ ン シ ャ ル の time dependent analytical か ら に detailed investigation す る こ と で solvent molecules の short time domain で の movement が electronic mobile を lead き こ で す will あ る matter を show the し た. Add え て, time dependent RISM を SCF method with い て solute molecules の electronic state に masato す る time dependent variations change を tracing し, pigment molecule in solution の excitation light up after の anti 応 プ ロ セ ス の intramolecular electron moving against 応 の を line い be 験 デ ー タ と の is line を っ た. ま た, intramolecular electron moving against 応 を lead き up こ す 駆 power と し て の solvent and ダ イ ナ ミ ッ ク ス と phase masato し た solute の の time electronic state - the と structure - the と の masato is に つ い て の line inspection を っ た. The results か ら, に ア セ ト ニ ト リ ル in に お け る wound up state (S_1) で の intramolecular electron moving against 応 に つ い て, Betaine 30 を い の た occasion be 験 results は の results this study と very に よ い consistent が み ら れ, intramolecular electron moving against 応 の when destiny な ど を o め る interstate に で this study proposal し た モ デ ル が と methodology have sharper で あ る こ と が shown さ れ た. ま た, に ベ タ イ ン pigment の occasions は intramolecular electron moving が structure - the と は あ ま り phase masato し な い occasions で あ る こ と が わ か り, the twisted intramolecular charge transfer (TICT)プロセスと て て examination えられるケ スと スと になった different なる とが とが Ming ら になった になった になった. こ れ は be 験 デ ー タ の solution 釈 に お い て, 従, Lord に い ら れ て き た TICT プ ロ セ ス と そ う で は な い occasions と を consider す る necessary が あ る こ と を, し そ の こ と が theory research に よ っ て early め て Ming ら か に な っ た.

项目成果

Consequences of strong coupling between solvation and electronic structure in the excited state of a betaine dye

• DOI: 10.1021/jp801660b
• 发表时间: 2008-09-11
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B
• 影响因子: 3.3
• 作者: Ishida, Tateki;Rossky, Peter J.
• 通讯作者: Rossky, Peter J.

Solvent Motions and Solvation Processes in a Short-Time Regime : Effects on Excited-State Intramolecular Processes in Solution

短时状态下的溶剂运动和溶剂化过程：对溶液中激发态分子内过程的影响

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry B 113
• 作者: Hirohiko Kono;Katsunori Nakai;Manabu Kanno;Yukio Sato;Shiro Koseki;Tsuyoshi Kato;Yuichi Fujimura;Tateki Ishida
• 通讯作者: Tateki Ishida

溶液内励起状態における電子移動反応の理論的研究

溶液中激发态电子转移反应的理论研究

• 发表时间: 2009
• 作者: Hirohiko Kono;Katsunori Nakai;Manabu Kanno;Yukio Sato;Shiro Koseki;Tsuyoshi Kato;Yuichi Fujimura;Tateki Ishida;Tateki Ishida;石田干城
• 通讯作者: 石田干城

溶液内色素分子の光励起反応過程

溶液中染料分子的光激发反应过程

• 发表时间: 2008
• 作者: Hirohiko Kono;Katsunori Nakai;Manabu Kanno;Yukio Sato;Shiro Koseki;Tsuyoshi Kato;Yuichi Fujimura;Tateki Ishida;Tateki Ishida;石田干城;石田干城
• 通讯作者: 石田干城