極低温化学反応における量子効果

低温化学反应中的量子效应

• 批准号: 62307002
• 负责人: 笛木 賢二
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62307002/
• 关键词: 極低温化学反応; トンネル効果; ラジカルイオン; 溶媒和; ガンマ線

1.水素原子・分子反応の研究. 極低温(〜4K)における固体素水(H_2,D_2,HD)中における水素原子(H)および重水素原子(D)の反応を実験的,理論的に研究した. ガンマ線照射によりHまたはD原子を生成させ, それらをESRで観測し, その量の時間的変化を追跡した. 測定結果の解析から反応速度定数を求め, 一次元モデル計算と比較し, 極低温におけるこの反応が量子力学的トンネル効果によるものであることを実証した. 更に, 遷移状態理論を用いて速度定数を定式化し, 極低温においてウィグナーしきい則が成り立つことを示した. また, この速度式を用いて固体水素中のHおよびDの減衰速度を計算し, 実験結果をほぼ説明することができた.2.ラジカルイオンの研究. 六フッ化水素, フレオン等の極低温マトリックス中では, アルカンのラジカルカチオンにおいて特定のヤーン・テラー歪み構造のみが安定であることをESR測定により示した. 更に, 部分重水素化したエタン, シクロプロパンのラジカルカチオンにおいて, 歪み方に同位体位置選択性が現われることを見出した. 4Kおよび77Kにおいてヘキサトリエン, オクタテトラエン等の共役ポリエンラジカルカチオンが蛍光を発することを観測し, 無輻射緩和, 電荷移動を含む分子内および分子間エネルギー移動過程を明らかにした.3.溶媒和電子およびイオンの研究. 77Kにおいて, 塩化ベンジルを含むエタノール溶液にガンマ線と近赤外光を同時照射すると, ガンマ線のみの照射に比ベて溶媒和電子の生成量が増加することを見出した. 4Kでは極性および無極性マトリックス中で, 77Kでは無極性マトリックス中でビフェニルアニオンは全吸収スペクトル領域で光ブリーチされた. 2ーメチルテトラヒドロフラン中では500nm以下の光でのみブリーチされたが, これをアニオンの溶媒和により説明した.

1. A study on atomic and molecular reactions of water element. A theoretical study on the reaction of water atom (H) and heavy water atom (D) in solid elementary water (H_2, D_2, HD) at extremely low temperature (~ 4 K). The amount of radiation generated by D atoms is measured by ESR. The analytical results of the measurement are obtained by calculating the inverse velocity, comparing the results of the calculation with the results of the quantum mechanics at extremely low temperatures, and proving the results of the quantum mechanics calculation. Furthermore, the theory of transition state is formulated by using the fixed number of velocity, and the extreme temperature is very low. The velocity equation is used to calculate the decay velocity of H and D in solid water. The results are explained. 2. The ESR measurement of the ultra-low temperature of the six chemical elements, such as fluorine, fluorine, etc. is indicated by the determination of the ESR. Moreover, some heavy water elements were converted into isoforms, and the isoform selectivity of isoforms was found in the middle of the reaction. 4 K to 77K, the electron transfer process including intramolecular and intermolecular electron transfer was investigated. 3. Solvent and electron transfer were studied. 77K, the amount of electrons generated in the solution containing the solvent increases when irradiated with near-infrared light. 4K polarity 2. The light below 500nm is reflected in the medium and the light below 500nm.

项目成果

Toshiyuki Takayanagi: Jpurnal of Chemical Physics. 86. 6133-6139 (1987)

高柳俊之：《化学物理学杂志》。

Hirotomo Hase: Radiation Physics and Chemistry. 29. 209-213 (1987)

长谷弘友：放射物理与化学。