液体のクラスタ-ビ-ム化法による「液体内溶質分子の水和会合と構造発生の研究」

使用液体簇束法“研究液体中溶质分子的水合缔合和结构生成”

• 批准号: 01540388
• 负责人: 西 信之
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01540388/
• 关键词: クラスタ-; 質量分析; 脂肪族カルボン酸; 疎水性水和; 疎水性相互作用; エタノ-ル; 液体構造; 水素結合

種々のアルキルカルボン酸の水溶液のクラスタ-質量分析を行ない、水和単量体、水和2量体、更に5量体までの水和ポリマ-について、その温度変化から、水和体形成反応、2量化反応、多量体形成過程の平衡定数、エンタルピ-変化、エントロピ-変化を求めた。その結果、アルキルカルボン酸のアルキル基が長くなるにつれて、水和のエンタルピ-変化は負の値が大きくなり、エントロピ-も又、負の値が大きくなって秩序の高い構造化が起ることが明らかとなった。即ち、アルキル基はその周りに水分子の水素結合ネットワ-クからなるシェル(殻)を作り、エネルギ-的に安定化する。更にこの水和体どうしが結合し合って、2量化、3量化が進ことがわかり、この過程はエネルギ-的には得をしないが、エントロピ-の増加によって促進されることが明らかになった。水の中では、アルキル基どうしが直接引力を及ぼし合う力は弱いが、このまわりの水のネットワ-クどうしが水素結合力によって更に大きなシェルを作り、アルキル基が隣接した2量体構造を安定化している。これは、水中における「疎水性相互作用」の本質的な形態であると考えられる。エタノ-ルと水の様々な割合の混合物について、同様の実験を行なったところエタノ-ルの体積濃度が20ー80%の場合、大変大きな構造体が生成してしていることがわか。これは基本的には、エタノ-ルと水の1:1混合結晶に近く、(C_2H_5OH)_<2ー6>(C_2H_5OHーH_2O)_mという組成であった。質量数が小さなクラスタ-は、ほどんどエタノ-ル分子ばかりからなっているが、エタノ-ルが8個以上含まれるクラスタ-では、水が付加してゆき、最終的にはエタノ-ルと水の割合が1:1になるというものであった。以上のように、液体をクラスタ-ビ-ム化して見ることによって、これまでには全く予想もされなかったような高次構造の存在が明確になった。

Water and monomer, water and 2-monomer, water and 5-monomer, temperature change, water and 2-monomer reaction, equilibrium determination of multi-monomer formation process, equilibrium transformation, equilibrium transformation, equilibrium transformation. As a result, the acid base is long, the water and the negative value are large, the negative value is high, and the structural order is high. That is to say, the water molecules of the water molecules in the cycle are bound to each other. In addition, the water and the body are combined, and the quantization is carried out, and the process is carried out. The water element binding force is stronger than the water element binding force. The water element binding force is stronger than the water element binding force. The essential form of "water-based interaction" in water is examined. When the volume concentration of water is 20 - 80%, large structures are formed. (C_2H_5OH)_<2 - 6>(C_2H_5OH-H_2O)_m ~(composition). The mass number is small, the mass number is small. The existence of high-order structures is clear.

项目成果

N.Nishi,H.Shinohara: "Intraーcluster Ionーmolecule Reactions and Photodissociation of Molecular Clusters" Zeitschrift fur Physik D. 12. 269-271 (1989)

N. Nishi、H. Shinohara：“簇内离子分子反应和分子簇的光解离”Zeitschrift Fur Physik D. 12. 269-271 (1989)

N.Nishi: "Aqueous Molecular Clusters Isolated as Liquid Fragments by Adiabatic Expansion of Liquid Jets" Zeitshrift fur Physid D.

N.Nishi：“通过液体射流的绝热膨胀将水分子簇分离为液体碎片”Zeitshrift Fur Physid D.

K.Yamamoto,N.Nishi: "Hydrophobic Hydration and Hydrophobic Interaction of Carboxylic Acids in Aqueous Solution:Mass Spectroscopic Analysis of Liquid Fragments Isolated as Clusters" Journal of American Chemical Society. 112. 549-558 (1990)

K.Yamamoto，N.Nishi：“水溶液中羧酸的疏水水合和疏水相互作用：以簇形式分离的液体片段的质谱分析”美国化学会杂志。

H.Shinohara,N.Nishi: "Higher Electronically Excited States of Benzene Clusters" Chemical Physics. 129. 149-162 (1989)

H.Shinohara，N.Nishi：“苯簇的更高电子激发态”化学物理。

H.Shinohara,N.Nishi: "Excited State Lifetimes and Appearance Potentials of Benzene Dimer and Trimer" Journal of Chemical Physics. 91. 6743-6751 (1989)

H.Shinohara，N.Nishi：“苯二聚体和三聚体的激发态寿命和出现电位”化学物理杂志。