金属クラスターが誘起する気相化学反応および溶液反応への展開

金属クラスターが誘起する気相化学反応および溶液反応への展開」のテーマについて、金属クラスターと気相分子との化学反応過程について、溶媒分子が反応に及ぼす効果という独自の着眼点を持ち、研究を推進しました。昨年度には、金クラスターと酸素分子との反応について、水分子が高い反応性を誘起することを示しました。本年度は、電子構造が反応性の鍵を握っているとの視点から、主に金属クラスターの分光実験に取り組みました。具体的には銀クラスターを対象とし、14量体以下のサイズを中心に光吸収スペクトルを測定しました。得られたスペクトルの狭い線幅および弱い吸収強度に基づいて、銀クラスターの光吸収の起源が分子軌道間の電子遷移であることを明らかにしました。実験に加えて、理論計算を併せて行なってスペクトルの構造を解析し、クラスターの幾何構造および構造異性体を明らかにしました。この孤立気相金属クラスターの電子構造の決定結果は、本研究の対象である「金属クラスターが誘起する反応」の定量的な評価法の一つとして適応でき、銀クラスターの窒素分子による溶媒和過程をはじめとした、金属クラスターの反応性の評価を可能としました。

金属クラスターが誘起する気相化学反応および溶液反応への展開」のテーマについて、金属クラスターと気相分子との化学反応過程について、溶媒分子が反応に及ぼす効果という独自の着眼点を持ち、研究を推進しました。昨年度には、金クラスターと酸素分子との反応について、水分子が高い反応性を誘起することを示しました。本年度は、電子構造が反応性の鍵を握っているとの視点から、主に金属クラスターの分光実験に取り組みました。具体的には銀クラスターを対象とし、14量体以下のサイズを中心に光吸収スペクトルを測定しました。得られたスペクトルの狭い線幅および弱い吸収強度に基づいて、銀クラスターの光吸収の起源が分子軌道間の電子遷移であることを明らかにしました。実験に加えて、理論計算を併せて行なってスペクトルの構造を解析し、クラスターの幾何構造および構造異性体を明らかにしました。この孤立気相金属クラスターの電子構造の決定結果は、本研究の対象である「金属クラスターが誘起する反応」の定量的な評価法の一つとして適応でき、銀クラスターの窒素分子による溶媒和過程をはじめとした、金属クラスターの反応性の評価を可能としました。