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アルカリ金属原子・イオンの溶媒和ダイナミックス

碱金属原子和离子的溶剂化动力学

基本信息

批准号：
11166255
负责人：
橋本健朗
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属の溶解とそれに伴う溶媒和電子生成の分子論的過程にどのようなダイナミックスが関与しているかを、ナトリウム(Na)原子の水和クラスターをモデル系として理論的に研究した。非経験的分子軌道法で計算した核座標に対するエネルギー勾配を利用した分子動力学法(ab initio MO-MD)のプログラムを開発し、水分子が1つまたは2つ結合したNa原子負イオンからの電子脱離後の、中性の基底状態でのダイナミックスに応用した。水が1分子の場合は水が水素をNaに向けた負イオン水和構造は、中性状態では解離極限によりエネルギーが高いため水とNaが解離する。一方水が2分子であると水とNa負イオンの1:1錯体に第2の水が水素結合した構造が安定で、この水素結合のため垂直電子脱離した後も解離極限よりエネルギーが低い。第2の水分子は第1の水の解離を抑制する。電子脱離後分子間振動を数回くり返し約700フェムト秒(fs)で第1の水は酸素(O)をNaに向けるようになる。さらに700-1400fsの間Na-O結合の伸縮などをくり返し、1400fs以降は徐々に第2の水がNa-O結合した1:1錯体の遠くを回る状態へ移っていく。電子状態は、約700fsで原子的性質を持つ状態から分極して不対電子が広がった状態へ急に移る。その後分子間振動に依るポテンシャルエネルギーの振動を経て、約1400fs以降は第2の水分子から摂動を受けた1:1錯体の状態へ収束する。これに伴い3^2P(Na)<-3^2S(Na)型遷移のエネルギーは700fsを境に約0.5eV急減し、振動をくり返しながら1400fs以降約1.6eVへ収束してゆく。この変化をフェムト秒スケールで追う分光実験を行えば1中心イオン対状態の生成ダイナミックスを観測できると予測した。

A study of molecular theory of metal dissolution with solvent and electron formation. The molecular orbital method is used to calculate the nuclear coordinates, and the molecular dynamics method (ab initio MO-MD) is used to develop the molecular structure, and the water molecule is used after the electron detachment and neutral substrate state. Water is a molecule, water is a molecule A square of water 2 molecules, water 3 molecules, water 4 molecules, water 2 molecules, water 3 molecules, water 4 molecules, water 4 molecules The second water molecule is inhibited from the first water dissociation. After electron dissociation, the intermolecular vibration returns several times to about 700 seconds (fs), and the first time to the acid (O), Na, etc. In the 700-1400fs range, the Na-O bond expands and contracts, and in the 1400fs range, the Na-O bond decreases and the second Na-O bond decreases. The electronic state is about 700fs. The atomic properties change from polarization to polarization. The vibration of the second molecule is about 1400fs, and the vibration of the second molecule is about 1:1. This is accompanied by a 3^2P(Na)<-3^2S(Na) type migration, which occurs at about 700fs and decreases rapidly by about 0.5 eV, and a vibration, which decreases rapidly by about 1.6 eV and decreases rapidly by 1400fs. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone else.