ナトリウム原子、正負イオンの溶媒和クラスターの構造と電子状態の理論的比較研究

钠原子与正负离子溶剂化团簇结构和电子态的理论比较研究

• 批准号: 06740453
• 负责人: 橋本 健朗
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740453/
• 关键词: 非経験的分子軌道法; ナトリウム原子; ナトリウムイオン; 溶媒和; クラスター; イオン化ポテンシャル; 電子脱離エネルギー

非経験的分子軌道計算により、Na(H_2O)_n(n=1-6)、Na(NH_3)_n(n=1-6)の構造と分子振動数、赤外吸収及びラマン散乱スペクトルの計算、Na(H_2O)_n(n=1-6)、Na(NH_3)_n(n=1-6)とその正負イオンの構造、電子状態の系統的、理論的比較を行った。計算にはワークステーションクラスターを用いた並列処理などを応用した。その結果以下のことがわかった。(1)Na(N_2O)_n(n=1-6)はnの増加とともにNaが水クラスターの上にのる表面型構造とNaが水に内包される構造がエネルギー的に近接して存在するがNa(NH_3)_n(n=1-6)では内包型のみが安定に存在する。(2)正イオンではH_2OでもNH_3でも内包型構造が安定でnの変化に伴うエンタルピー変化は実験と良く一致する。(3)中性と正イオンでは溶媒分子間の水素結合と、Na-溶媒相互作用が安定構造を決める重要な要素だが、nが5以上で第二層を持つ構造ではNa-第一層分子-第二層分子間の三体相互作用も重要になる。(4)中性クラスターのイオン化ポテンシャルのn依存性は、構造を反映したHOMOの電子分布と関連づけて解釈できる。(5)負イオンでは水素をNaに向けて溶媒分子が結合する構造がnが小さいと安定だがnの増加により中性クラスターの安定構造に似た構造とのエネルギー差が非常に小さくなる、(6)計算による負イオンの垂直電子脱離エネルギーは実験と良く一致する。(7)溶媒がアンモニアの場合に見られる垂直電子脱離エネルギーを実験で観測したスペクトルの構造の解釈は、関連しそうな異性体を見つけることができたがさらに励起エネルギーなどを精密に計算する必要がある。

The calculation of molecular orbitals for non-hydrocarbon molecules, the structure and molecular vibration number of Na(H_2O)_n(n =1-6), Na(NH_3)_n(n=1-6), the calculation of infrared absorption and scattering, the structure and negative number of Na(H_2O)_n(n=1-6), Na(NH_3)_n(n=1-6), and the comparison of theoretical results. The calculation is based on the number of entries in the list. The result is the following: (1)Na(NH_2O)_n(n=1-6) increases with n and Na(NH_3)_n(n=1-6) increases with n and Na(NH_3)_n(n=1-6) increases with n. (2)The positive information is H_2O and NH_3. The internal structure is stable and the changes are consistent with the changes in the electronic computer. (3)Neutral and positive solvent molecules water element binding, Na-solvent interaction, stability structure, important factors, n ≥ 5, second layer structure, Na-first layer molecules-second layer molecules three-body interaction (4)The electron distribution and correlation of HOMO are reflected in the structure of neutral molecules. (5)The structure of the negative element Na to the solvent molecule binding is small, stable, and stable. The structure of the neutral element Na to the solvent molecule binding is stable. The difference of the negative element Na to the solvent molecule binding is very small.(6) The calculation of the negative element Na to the solvent molecule binding is stable. (7)In the case of solvent separation, it is necessary to measure the structure of the electron separation and the structure of the electron separation and the structure of the electron separation.

项目成果

Kenro Hashimoto: "Ab initio molecular orbital study of Na(H20)n (n=1-6)clusters and their ions." J.Amer.Chem.Soc.116. 11436-11443 (1994)

Kenro Hashimoto：“Na(H20)n (n=1-6) 簇及其离子的从头算分子轨道研究。”

Kenro Hashimoto: "Ab initio molecular orbital study of Na(NH_3)_n(n=1-6) clusters and their ions.A systematic comparison with hydrated Na atom cluster" J.Amer.Chem.soc.(印刷中). (1995)

Kenro Hashimoto：“Na(NH_3)_n(n=1-6) 簇及其离子的从头算分子轨道研究。与水合 Na 原子簇的系统比较”J.Amer.Chem.soc.（出版中）。 ）