水素結合クラスターのイオン化エネルギーの研究

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1.水素結合クラスターのイオン化エネルギーに関する研究のうち、昭和61年度は、アンモニアニ量体【(NH_3)_2】とフッ化水素二量体【HF_2】について主として研究を進めた。補助金のうち、備品費は分子線光イオン化質量分析装置を制作する第一歩として大排気量油拡散ポンプおよび補助用の大型油回転ポンプの購入にあてた。その他は真空容器製作用材料の一部としてのステンレス材料や研究論文別刷の購入、資料収集等のための旅費などに使用した。研究は計画に従って順調に進行し、次のような成果を得た。2.アンモニア量体のイオン化エネルギーについては、これまで光イオ化による【(NH_3)(_2^+)】および【NH(^+_4)】の出現電圧が知られていたが、この2つのデータは従来の考え方では【(NH_3)(_2^+)】の解離エネルギーとしてあまりにも小さすぎる値(【〜!〜】0.05eV)を与えるという矛盾があった。今回、【(NH_3)-2】と【(NH_3)_2^+】の構造を十分考慮してab intio法によるエネルギー計算を行い、二量体および単量体の各種イオン化エネルギーを求めた。その結果、次の結論を得た。(1)【(NH_3)_2】の真の断熱イオン化エネルギーはこれまでの実験では得られていない。(2)したがって、2量体カチオンの【NH_3】+【NH(^+_3)】および【NH(^+_4)】+【NH_2】への解離エネルギーはそれぞれ約1eV大きな値に修正されるべきである。(3)このような結果に至るのは、【(NH_3)(_2^+)】イオンはプロトン移動によって【NH(^+_4)】…【NH_2】の形のイオン錯体を形成し大きく安定化するためである。この成果は詳しく論述しChemicalPhysics 110巻に発表した。3.フッ化水素二量体についても同様な理論的解析を進め、イオン化状態ではアンモニアや水と類似のプロトン移動による安定化がおこることを明らかにした。この成果は分子構造総合討論会(1986年11月、大阪)で発表し、また現在論文として投槁中である。